Проектування трансивера КХ діапазону з односмуговою модуляцією

Гросу, Владислав Русланович

Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/7993

Повний запис метаданих

Поле DC	Значення	Мова
dc.contributor.advisor	Палагін, Володимир Васильович	-
dc.contributor.author	Гросу, Владислав Русланович	-
dc.date.accessioned	2026-03-12T11:34:37Z	-
dc.date.available	2026-03-12T11:34:37Z	-
dc.date.issued	2022	-
dc.identifier.uri	https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/7993	-
dc.description.abstract	В роботі представлено проектування системи прийому та передачі сигналів в короткохвилевому діапазоні на основі застосування односмугової модуляції, що дозволяє покращити використання частотного ресурсу, збільшити дальність прийому-передачі сигналів. Проаналізовано схемні рішення систем прийому-передачі сигналів в КХ діапазоні. На основі аналізу технічного завдання, патентного пошуку прототипів розроблена та обґрунтована структурна схема пристрою, розроблена схема електрична принципова, проведений розрахунок конструкторсько-технологічного розділу роботи. Розглянуті принципи проектування і побудови окремих вузлів запропонованої системи	uk_UA
dc.language.iso	uk	uk_UA
dc.subject	односмугова модуляція	uk_UA
dc.subject	кх діапазон частот	uk_UA
dc.subject	мікропроцесорне керування	uk_UA
dc.title	Проектування трансивера КХ діапазону з односмуговою модуляцією	uk_UA
dc.type	Bachelor Thesis	uk_UA
Розташовується у зібраннях:	172 Електронні комунікації та радіотехніка (Радіотехніка та робототехнічні системи)

Файли цього матеріалу:

Файл	Опис	Розмір	Формат
Б_172_Гросу_Палагін.pdf Restricted Access		2.2 MB	Adobe PDF	Переглянути/Відкрити Запит копії

Показати базовий опис матеріалу Перегляд статистики

Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищено авторським правом, усі права збережено.

Extracted text

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ФАКУЛЬТЕТ ЕЛЕКТРОННИХ ТЕХНОЛОГІЙ І РОБОТОТЕХНІКИ
КАФЕДРА РОБОТОТЕХНІЧНИХ І ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙНИХ СИСТЕМ
ТА КІБЕРБЕЗПЕКИ

До захисту допущено
завідувач кафедри РТСК
д.т.н., професор
_______________ В.В. Палагін
"_____" _____________ 2022 року

Пояснювальна записка
до дипломного проекту (роботи)
бакалавра

(освітньо-кваліфікаційний рівень)
на тему Проектування трансивера КХ діапазону з односмуговою
модуляцією

Виконав: студент 4 курсу, групи РТ-86ск
зі спеціальності – 172 Телекомунікації та
радіотехніка
Освітня програма - Радіотехніка та
робототехнічні системи
Гросу В.Р.
(прізвище та ініціали)
Керівник Палагін В.В.
(прізвище та ініціали)
Рецензент
(прізвище та ініціали)

Черкаси – 2022 року
Форма № Н-9.01

ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Факультет електронних технологій і робототехніки
Кафедра робототехнічних і телекомунікаційних систем та кібербезпеки
Освітньо-кваліфікаційний рівень бакалавр
Спеціальність 172 – Телекомунікації та радіотехніка
Освітня програма Радіотехніка та робототехнічні системи
(шифр і назва)

ЗАТВЕРДЖУЮ
Завідувач кафедри В.В. Палагін
“_____” ___________________ 2022 року

ЗАВДАННЯ
НА ВИПУСКНУ РОБОТУ СТУДЕНТУ

Гросу Владислава Руслановича _________________
(прізвище, ім’я, по батькові)
1. Тема проекту (роботи) Проектування трансивера КХ діапазону з
односмуговою модуляцією

керівник проекту (роботи) Палагін Володимир Васильович
(прізвище, ім’я, по батькові, науковий ступінь, вчене звання)
затверджені наказом вищого навчального закладу від «18» лютого 2022 року № 58/04

2. Термін здачі студентом закінченої роботи “ 03” червня 2022 року __________

3. Вихідні дані до роботи: струм споживання:до 1,8А; напруга живлення: +5В, +12В; час
роботи - безперервний; робочий діапазон частот: КХ діапазон: 3.5 - 3.8 МГц; чутливість
в межах -95 -110 дБм, селективність по дзеркальному каналу - 35дБ; селективність по
сусідньому каналу - 45дБ; опір навантаження – 75 Ом вихідна потужність до 1 Вт.

4. Зміст розрахунково-пояснювальної записки (перелік питань, що їх належить розробити)
Аналіз систем радіоприйому та обробки сигналів; синтез структурної схеми пристрою
прийому сигналів; схемотехнічні рішенння запропонованих блоків та вузлів; розділ з
охорони праці.

5. Перелік графічного матеріалу (з точним зазначенням обов’язкових креслень, плакатів)
1. Схема структурна пристрою; 2 Схема електрична принципова пристрою; 3.Плата
друкована; 4.Складальне креслення; 5. Плакат по охороні праці.
.
6. Консультанти з проекту (роботи) із зазначенням розділів проекту, що їх стосуються
Розділ Прізвище, ініціали та посада Підпис, дата
консультанта завдання завдання
видав прийняв
Охорона праці Кожем’якін О.С.

7. Дата видачі завдання 18 лютого 2022 року

КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН

№ Назва етапів дипломного проекту Термін
з/п (роботи) виконання етапів Примітка
проекту (роботи)
1. Аналіз технічного завдання та
пошук літератури 18.02.22 – 19.03.22
2. Аналіз методів побудови
притрою 20.03.22 – 30.03.22
3. Побудова та обґрунтування
схеми функціональної пристрою 01.04.22 – 10.04.22
4. Побудова та обґрунтування
схеми структурної пристрою 10.04.22 – 14.04.22
5. Побудова та обґрунтування
схеми електричної пристрою 15.04.22 – 24.04.22
7. Виконання розділу охорони праці 25.04.22 – 15.05.22
8. Оформлення пояснювальної записки 10.05.22 – 25.05.22
9. Оформлення плакатів 25.05.22 – 10.05.22

Студент Гросу В.Р.
( підпис ) (прізвище та ініціали)

Керівник проекту (роботи) Палагін В.В.
( підпис ) (прізвище та ініціали)

ЗМІСТ
ВСТУП 5
6
РОЗДІЛ 1. АНАЛІЗ ІСНУЮЧИХ РІШЕНЬ ТА ПРОТОТИПІВ
ПРИЙМАЛЬНО-ПЕРЕДАВАЛЬНИХ ПРИСТРОЇВ
1.1. Аналіз систем радіозв’язк у 6
1.2. Актуальність розробки трансиверів 11
1.3. Технічні вимоги до пристрою 18
1.4. Постановка задачі 19
20
РОЗДІЛ 2. ПРОЕКТУВАННЯ СТРУКТУРНОЇ СХЕМИ ПРИСТРОЮ
2.1 Обгрунтування структурної схеми пристрою 20
2.2 Обгрунтування структурних елементів схеми 23
2.3. Висновки 25
26
РОЗДІЛ 3. СХЕМОТЕХНІЧНЕ ПРОЕКТУВАННЯ ПРИСТРОЮ
3.1 Розробка схеми електричної принципової 26
3.2 Розробка генератора плавного діапазону 27
3.3 Обгрунтування вибору елементної бази та матеріалів 32
3.4 Електричний розрахунок окремих вузлів виробу 35
3.4.1 Розрахунок фільтра 36
3.4.2 Розрахунок напруги холостого ходу 37
3.4.3 Розрахунок параметрів ємності 38
3.4.4 Розрахунок трансформатора 38
3.4.5 Розрахунок емітерного повторювача 39
3.5. Висновки 41

РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Розроб. Гросу В.Р. Проектування трансивера Літ. Арк. Акрушів
Перевір. Палагін В.В. КХ діапазону з односмуговою 3 77
Реценз. модуляцією
Н. Контр. Палагін В.В. ЧДТУ
Затверд.

РОЗДІЛ 4. КОНСТРУКТОРСЬКО ТЕХНОЛОГІЧНИЙ РОЗДІЛ 42
4.1 Розрахунок надійності 42
4.2 Розробка друкованої плати 46
4.3 Вибір та обґрунтування типу виробництва. 49
4.4 Обґрунтування типу технології виготовлення друкованої плати. 50
4.5 Інструкції по ремонту 52
4.6 Інструкція по регулюванню 54
4.8. Висновки 56
57
РОЗДІЛ 5. ОХОРОНА ПРАЦІ
5.1. Аналіз небезпек і шкідливостей, які виникають в лабораторії в 57
процесі виготовлення радіоелектронної апаратури
5.2. Модернізація системи загального штучного освітлення 63
69
ВИСНОВКИ
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ 70
ДОДАТКИ 71

Арк.
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дат

ВСТУП
Застосування сучасних технологій та впровадження сучасної
елементної бази дозволяє отримати сучасні та якісні рішення в області
радіоелектронного проектування, в тому числі при побудові трансивера КХ
діапазону.
В роботі представлено побудову трансивера, який може забезпечити
передачу даних на дальні відстані. Розроблений пристрій призначений для
проведення SSB радіозв’язків в діапазоні частот 3,5 – 3,8МГц. Односмугова
модуляція (амплітудна модуляція з однією бічною смугою) (ОМ, англ. Single-
sideband modulation, SSB) – різновид амплітудної модуляції (AM), широко
застосовувана в апаратурі каналу зв'язку для ефективного використання
спектру і потужності передавальної радіоапаратури.
В зворотному тракті трансиверу використано спеціалізовані мікросхеми
К174ПС1, які представляють собою активні балансні змішувачі з високою
крутизною перетворення. Це дозволило значно спростити схему та підвищити
її надійність. З’явилась можливість обійтись без підсилювача проміжної
частоти та окремого мікрофонного підсилювача. Виділення верхньої бокової
смуги буде здійснено за допомогою електромеханічного фільтра ЕМФ-9Д-500-
3В з проміжною частотою 500 кГц, принцип дії якого оснований на зміні
форми і розмірів феромагнітних тіл при їх намагнічуванні. Фільтр також дасть
можливість розширити температурний діапазон роботи пристрою від -30 до
+80 ˚С.
Функціонально пристрій розділений на чотири плати – основну плату,
плату джерела живлення, генератор плавного діапазону та кінцевого
підсилювача потужності.
Завданням роботи є вдосконалення існуючих прототипів, підвищення
чутливості, спрощення виготовлення та зменшення кількості деталей,
зниження енергоспоживання.
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 5

РОЗДІЛ 1
АНАЛІЗ ІСНУЮЧИХ РІШЕНЬ ТА ПРОТОТИПІВ ПРИЙМАЛЬНО-
ПЕРЕДАВАЛЬНИХ ПРИСТРОЇВ

1.1. Аналіз систем радіозв’язку

В історії науки та техніки трапляються події, які дуже сильно змінюють
життя людей. До таких подій відноситься винайдення радіозв’язку. Радіо
виявилось потужним способом спілкування між людьми, передача
інформації практично миттєво на дуже великі відстані забезпечило
організаційно-управлінських заходи в масштабі цілих країн. Спробуйте
уявити сучасне життя без радіозв’язку – у вас нічого не вийде. Без зв’язку
зупиниться виробництво, транспорт, замре економічне, політичне та
суспільне життя. В теперішній час лінії радіозв’язку багатократно
перетинають весь земний шар.
Передача корисних сигналів за допомогою радіохвиль широко
застосовується у різних галузях для самих різноманітних цілей. Зазвичай це
радіозв’язок, радіомовлення, радіовимірювання, радіонавігація, радіолокація
та радіотелемеханіка.
Радіозв’язок – передача і приймання телефонних або телеграфних
сигналів на відстані. Зазвичай радіозв’язок є єдиним можливим способом
зв’язку нерухомих об’єктів з рухомими: з кораблями, літаками, танками
тощо. За допомогою радіозв’язку здійснюється зв’язок між Землею та
штучними супутниками і космічними станціями.
Різноманітні типи радіоприймачів поділяють на дві основні групи:
радіомовні і професійні.
Радіомовні приймачі призначені для прийому звукових і телевізійних
програм.
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 6

Професійні радіоприймачі призначені для роботи на лініях радіозв’язку, в
радіолокаційних і радіонавігаційних установках.
Будь-який радіоприймальний пристрій повинен відповідати певним
вимогам, які дозволяють використовувати його за прямим призначенням.
Технічні вимоги, які пред’являються до радіоприймачів різних
призначень, включають наступні показники: вихідну потужність, вихідну
напругу, чутливість, вибірність, смугу пропускання, діапазон частот, якість
відтворення.
Частотна сітка, використовувана у радіозв'язку, поділяється на
діапазони (https://uk.wikipedia.org/wiki/Радіозв%27язок ):
• Довгі хвилі (ДХ) — f = 150–450 кГц (λ = 2000–670 м)
• Середні хвилі (СХ) — f = 500–1600 кГц (λ = 600–190 м)
• Короткі хвилі (КХ) — f = 3-30 МГц (λ = 100-10 м)
• Ультракороткі хвилі (УКХ) — f = 30 МГц — 300 МГц (λ = 10-0,01 м)
В залежності від діапазону радіохвилі мають свої особливості та закони
росповсюдження:
• ДХ сильно поглинаються іоносферою, основне значення мають
приземні хвилі, які розповсюджуються, огинаючи землю. Їх інтенсивність
по мірі віддалення від передавача зменшується порівняно швидко.
• СХ сильно поглинаються іоносферою вдень, район їх дії визначається
приземною хвилею, ввечері добре відбиваються від іоносфери і район дії
визначається відбитою хвилею.
• КХ розповсюджуються виключно відбиттям від іоносфери, тому
навколо передавача існує т. н. мертва зона. Вдень краще
розповсюджуються більш короткі хвилі (30 МГц), вночі — більш довгі (3
МГц). Короткі хвилі можуть розповсюджуватися на великі відстані при
малій потужності передавача.
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 7

• УКХ розповсюджуються в ідеальних умовах по прямій як світло. При
проходженні УКХ через іонізовані ділянки атмосфери (грозова
активність, магнітні бурі на Сонці) вони зазнають менших втрат і
радіозв'язок може відбуватися на більші відстані.

Одним з найцікавіших захоплень багатьох радіолюбителів являється
радіозв’язок на коротких (КХ) та ультракоротких (УКХ) хвилях в спеціально
відведених радіолюбительських діапазонах. Правові питання любительського
радіозв’язку регулюється внутрішньодержавним та міжнародним
законодавством.
Коро́ткі хви́лі — діапазон радіохвиль з частотою від 3 МГц (довжина
хвилі 100 м) до 30 МГц (довжина хвилі 10 м). Друга назва: «декаметровий
діапазон хвиль».
Короткі хвилі відбиваються від іоносфери з малими втратами. Тому,
шляхом багатократних відбивань від іоносфери і поверхні Землі, вони
можуть поширюватися на великі відстані. Короткі хвилі використовуються
для радіомовлення, а також для аматорського і професійного радіозв'язку.
Якість прийому при цьому залежить від різних процесів в іоносфері,
пов'язаних з рівнем сонячної активності, порою року і часом доби. Так вдень
краще поширюються хвилі меншої довжини, а вночі — більшої. Для зв'язку
між наземними станціями і космічними апаратами вони непридатні, бо не
проходять крізь іоносферу.
На коротких хвилях спостерігаються завмирання — зміна рівня
сигналу, що приймається. Вони проявляються як короткочасне зниження
амплітуди несучої частоти або зовсім зникнення такої. Завмирання
виникають через те, що радіохвилі від передавача йдуть до приймача різними
шляхами, в різній фазі і, інтерферуючи в антені приймача, можуть
періодично посилювати та послаблювати одна одну.
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 8

В даний час для аматорського зв'язку на КХ виділені строго певні
діапазони частот, які дещо відрізняються для різних країн світу:
1. 1810 — 1850 кГц (160 метрів, умовно вважається короткохвильовим)
2. 1850 — 2000 кГц (160 метрів, на вторинній основі)
3. 3500 — 3800 кГц (80 метрів)
4. 7000 — 7200 кГц (40 метрів)
5. 10100 — 10150 кГц (30 метрів, на вторинній основі)
6. 14000 — 14350 кГц (20 метрів)
7. 18068 — 18168 кГц (16 метрів, на вторинній основі)
8. 21000 — 21450 кГц (15 метрів)
9. 24890 — 24990 кГц (12 метрів)
10. 28000 — 29700 кГц (10 метрів)

В даному проекті для передачі сигналів використовується односмугова
модуляція (амплітудна модуляція з однією бічною смугою) (ОМ, англ. Single-
sideband modulation, SSB) – різновид амплітудної модуляції (AM), яка
широко застосовувана в апаратурі канала зв'язку для ефективного
використання спектра каналу і потужності передавальної радіоапаратури.
У радіосигналі з АМ 50% потужності передавача витрачається на
випромінювання сигналу несної частоти, який не містить жодної інформації
про модулюючий сигнал. Інші 50% діляться порівну між двома бічними
частотними смугами, які являють собою точне дзеркальне відображення одне
одного (рис.1.1.).
Лист
Змін. Лист № докум. Підпис РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Дата 9

Рис.1.1 Часове та спектральне представлення АМ сигналу

Таким чином, без жодного збитку для переданої інформації можна
виключити із спектру сигналу несну і одну з бічних смуг, і витрачати всю
потужність передавача для випромінювання лише інформативного сигналу.
У детекторі приймача для декодування однополосного сигналу
доводиться відновлювати несну, тобто змішувати односмуговий сигнал і
частоту спеціального гетеродина. У супергетеродині для цього ставиться
окремий гетеродин, що працює на частоті, рівній ПЧ; в приймачі прямого
перетворення несну відновлює єдиний гетеродин приймача; приймачі
прямого підсилення для прийому ОМ, взагалі кажучи, непридатні.
Сигнал з односмуговою модуляцією займає в радіоефірі смугу частот
вдвічі вужчу, ніж амплітудно- модульований, що дозволяє більш ефективно
використовувати частотний ресурс і підвищити дальність зв'язку. Крім того,
коли на близьких частотах працюють кілька станцій з ОМ, вони не
створюють один одному перешкод у вигляді биття, що відбувається при
застосуванні амплітудної модуляції з неподавленою несною частотою.
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 10

Недоліком методу є відносна складність апаратури і підвищені вимоги
до частотної точності і стабільності.
В області радіозв’язку любителями зроблено дуже багато. Ними
відкрито і освоєно дальнє розповсюдження коротких хвиль, вони вперше
використали радіохвилі для зв’язку з літальними апаратами, дослідили
розповсюдження ультракоротких хвиль в умовах гірської та пересічної
місцевості, ними безперервно розробляється та вдосконалюється зв’язкова
апаратура. Шлях в ефір для радіолюбителя починається з розробки
радіостанції та присвоєнню позивного сигналу. Також є радіостанції
промислового виробництва, найбільша кількість любительських радіостанцій
(трансиверів) виготовляється в США та Японії.
В даному дипломному проекті пропонується вдосконалення
розглянутих прототипів з метою покращення їх експлуатаційних
характеристик.

1.2. Актуальність розробки трансиверів
Транси́вер (англ. Transceiver — приймодавач) — пристрій для передачі
і прийому сигналу між двома фізично різними середовищами системи зв'язку
(https://uk.wikipedia.org/wiki/Трансивер). Це приймач-передавач, фізичний
пристрій, який сполучає інтерфейс хоста з локальною мережею, такий
як Ethernet. Трансивери Ethernet містять електронні пристрої, що передають
сигнал в кабель і детектують колізії (рис.1.2.).

Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 11

Рис.1.2. Сучасний радіоаматорський трансивер.

Саме слово утворено з часток англійських слів transmitter (передавач)
та receiver(приймач).
Трансивер дозволяє станції передавати в і отримувати із загального
мережевого середовища передачі. Додатково, трансивери Ethernet
визначають колізії в середовищі і забезпечують електричну ізоляцію між
станціями. Наприклад, 10Base2 і 10Base5 трансивери підключаються
безпосередньо до середовища передачі (кабель) загальної шини. Хоча
перший зазвичай використовує внутрішній трансивер, вбудований в схему
контролера і Т-конектор для підключення до кабелю, а другою (10Base5)
використовує окремий зовнішній трансивер і AUI-кабель або трансиверний
кабель для підключення до контроллера. 10BaseF, 10BaseT, FOIRL також
зазвичай використовують внутрішні трансивери. Треба сказати, що існують
так само зовнішні трансивери для 10Base2, 10BaseF, 10baseT і FOIRL, які
можуть окремо підключатися до порту AUI або безпосередньо або через
AUI-кабель.
Існують радіоаматорські трансивери. Це також пристрої для передачі та
прийому радіосигналів між двома, або групою радіоаматорів. За часів СРСР
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 12

трансивери виготовлялись радіоаматорами самостійно, але виключно з
дозволу державної інспекції електрозв'язку. Найпопулярніша конструкція
аматорського трансиверу - трансивер UW3DI. Наприкінці XX і початку XXI
століть, до України почали завозитись трансивери для аматорського зв'язку
промислового виготовлення. Переважно це трансивери американських та
японських фірм.
Для того щоб повторити виготовлення промислового трансивера в
домашніх умовах необхідно мати знання, практичний досвід та відповідну
апаратуру, матеріали та компоненти. Знання та практичний досвід
радіолюбителі накопичують підчас побудови власного трансивера. Часто
радіостанція конструюється з використанням своїх схемних рішень. Тому в
роботі пропонується огляд одного з можливих варіантів побудови сучасного
трансивера, за допомогою якого можна працювати в діапазоні 160 м. Це
може бути розв’язанням проблеми створення першої радіостанції для
початківців радіолюбителів, оскільки схема електрична є простою в
реалізації та має високі експлуатаційні характеристики.
Наведемо деякі відомості про особливості обробки сигналу.
В трансивері в режимі прийому відбувається складна обробка сигналу.
Сигнал надходить через смуговий фільтр на вхід змішувача, де на інший вхід
змішувача надходить сигнал з генератора плавного діапазону.
Навантаженням змішувача є електромеханічний фільтр. В
електромеханічному фільтрі (ЕМФ) відбувається виділення сигналу
проміжної частоти (ПЧ) потрібної бокової смуги.
В електромеханічних фільтрах проміжної частоти використовували
магнітострикційні перетворювачі, принцип дії яких оснований на зміні
форми та розмірів феромагнітних тіл при їх намагнічуванні. В якості таких
перетворювачів використовували нікель або сплави нікеля з залізом
(температурний коефіцієнт яких практично рівних нулю) та іншими
металами, магнітострикційні ферити (рис.1.3).
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 13

При збудженні магнітного поля вздовж стрижня із магнітострикційного
матеріалу довжина стрижня змінюється. При збільшенні довжини магнітного
стрижня під дією магнітного поля має місце так звана позитивна
магнітострикція, а при зменшенні – негативна. Знак зміни довжини стрижня
не залежить від напрямку магнітного поля, але залежить від складу
феромагнітного тіла. Тому в стрижні необхідно створити додаткове магнітне
поле, щоб коливання стрижня не проходили з подвійною частотою.
На ряду із властивістю прямої магнітострикції феромагнітний стрижень
має властивість зворотної магнітострикції, тобто під дією зовнішньої сили,
змінюючи довжину стрижня, в ньому виникає повздовжнє магнітне поле.

Рисунок 1.3. Структура та зовнішній вигляд ЕМФ

Потім сигнал надходить на другий змішувач, в якому сигнал
змішується з сигналом опорного генератора і отримується проміжна частота
(ПЧ). Опорний генератор зібраний по схемі ємнісної триточки. Сигнал
звукової частоти, виділений навантаженням другого змішувача через
найпростіший фільтр низьких частот (ФНЧ) (рис.1.4) надходить на вхід
підсилювача звукової частоти та потім на навантаження (гучномовець).
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 14

Рисунок 1.4. RC фільтр низьких частот

В режимі передачі сигнал з мікрофона через фільтр низьких частот
надходить на вхід першого змішувача. На інший вхід змішувача надходить
сигнал опорного генератора. Максимальне подавлення сигналу опорної
частоти відбувається за допомогою точного балансування змішувача. ЕМФ
виділяє сигнал потрібної бокової смуги та додатково подавляє рештки
несучої частоти.
Спеціалізована мікросхема D3 перетворює сигнал ПЧ в сигнал
радіолюбительського діапазону 3,5 – 3,8 МГц. Навантаженням змішувача при
передачі є діапазонний смуговий фільтр. Потім сигнал надходить на
попередній підсилювач потужності, а потім на кінцевий підсилювач
потужності, зібраний на польовому транзисторі КП901. За рахунок того, що
польові транзистори керуються полем (величиною напруги, прикладеної до
затвора), а не струмом, який протікає через базу (як в біполярних
транзисторах), польові транзистори споживають значно менше енергії, що
особливо актуально в схемах малого споживання та енергозбереження
(реалізація сплячих режимів). За рахунок застосування КМОП – структур
такі пристрої можуть працювати роками, оскільки майже не споживають
енергію.
Схема кінцевого підсилювача потужності зображена на рисунку 1.5
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 15

Рисунок 1.5 Схема підсилювача потужності

Наданий час є дуже велика кількість трансиверів, де схема електрична
принципова одного з них зображено на рисунку 1.6

Рисунок 1.6 Схема електрична трансивера

Даний трансивер значно простіший, оскільки він прямого перетворення
частоти, тобто є лише один генератор для задання несучої частоти. В режимі
прийому сигнал надходить на вхідне коло, потім на підсилювач радіочастоти,
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 16

детектор та підсилювач низької частоти і динамік. В режимі передачі сигнал
звукової частоти надходить на балансний модулятор, де відбувається
модуляція, виділення необхідної бокової смуги та подавлення несучої
частоти. Після цього сигнал надходить на підсилювач потужності.
В такого трансивера є ряд переваг: простота схеми та налагодження,
економічне енергоспоживання, можливе портативне виготовлення для
живлення від +9В. Проте є ряд недоліків: значно гірша чутливість
прийомного тракту - 30 мкВ, гірша вибірність по сусідньому каналу - 20дБ.
Розглянуто ще одна схема трансивера з прямим перетворенням частоти,
при чому вихідний транзистор передаючого тракту використовується як і
змішувач при прийомі. В ньому нема комутації в колах високої частоти.
Даний трансивер має наступні технічні характеристики: вихідна потужність
0,35 Вт, зсув частоти при переході з прийому на передачу та навпаки
становить не більше 400 Гц, чутливість приймача при відношенні
сигнал/шум 10 дБ не гірше 2 мкВ, смуга пропускання по рівню 0,3 становить
2*2,9 кГц, селективність при розлагодженні на 10 кГц не гірше 35 дБ, струм
споживання від джерела живлення в 15В близько 120 мА при передачі на
близькі відстані, 35 мА при прийомі, опір навантаження - 75 Ом. Задаючий
генератор (він також являється гетеродином при прийомі) виконано на
транзисторі VT2. При відключеному сигналі мікрофона на цей транзистор
надходить тільки високочастотна напруга від гетеродина. В даному випадку
транзистор представляє собою активний «резистор», так як опір відрізку
колектор-емітер періодично змінюється з частотою гетеродина. Коли на
вхідне коло надходить сигнал від антени, то сигнали різнісної звукової
частоти виділяються на резисторі R7. Селективність приймача визначається
фільтром нижніх частот C3L5C11. Він має частоту зрізу 3 кГц, що дозволяє
приймати односмугові станції. Сигнал звукової частоти підсилюється трьох
каскадним підсилювачем низької частоти VT4-VT6. Його коефіцієнт
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 17

підсилення не перевищує 10000. Навантаженням ПНЧ є високомні
навушники.
Таким чином, параметри даного трансивера значно відрізняються від тих,
які заплановано реалізувати в даному дипломному проекті. При виборі схеми
керувалися наступними даними:
- вихідна потужність приймача повинна забезпечити комфортне
прослуховування передач з використання головних телефонів;
- вихідна потужність передавача повинна такою, щоб можна було
проводити радіозв'язки без додаткових підсилювачів потужності;
- має бути хороша вибірність;
- хороша чутливість приймального тракту;
- живлення від мережі 220 В;
- трансивер має бути виконано на сучасних транзисторах та
мікросхемах.

1.3. Технічні вимоги до пристрою

Будь-який трансивер повинен мати певні характеристики, що дозволяє
використовувати його за призначенням. Технічні вимоги, які ставляться до
трансиверів різного призначення мають наступні характеристики: вихідну
потужність, чутливість, смугу пропускання, діапазон частот, якість
відтворення сигналів інформації.
Трансивер призначений для проведення QSO радіозвязків
(двосторонніх зв'язків) в любительському діапазоні 160 метрів. Його основні
вимоги до характеристик приведені в таблиці 1.1

Лист
Змін. Лист № докум. Підпис Дата РТ86СК.02218019.248 ПЗ
18

Таблиця 1.1
Таблиця параметрів

1. Частота роботи трансивера, МГц 3.5 - 3.8
2. Чутливість, мкВ 1
3. Селективність по дзеркальному каналу, дБ 35
4. Селективність по сусідньому каналу, дБ 45
5. Пікова вихідна потужність, Вт 5
6. Опір навантаження, Ом 75
7. Напруга живлення, В 210 - 240
8. Струм споживання в режимі мовчання, А 1.5
9. Струм споживання при максимальній гучності, А 1.8

1.4. Постановка задачі

На основі проведено аналізу та патентного пошуку виявлені прототипи
реалізації сучасних приймально-передавальних систем, що дало змогу
вибрати основні шляхи проведення їх модернізації для самостійного
виготовлення.
На основі аналізу основних параметрів трансиверів визначені основні
характеристики, якими має володіти сучасний пристрій для досягнення
високої якості передачі сигналів.
На основі сформульованих вимог в наступних розділах дипломного
проекту пропонується практична реалізація заданої системи.
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 19

РОЗДІЛ 2
ПРОЕКТУВАННЯ СТРУКТУРНОЇ СХЕМИ ПРИСТРОЮ

Розробка структурної схеми – важливий етап дипломного проекту,
оскільки саме на даному етапі після аналізу технічного завдання і огляду
схемних рішень складається повне уявлення про функціональні вузли
майбутнього виробу.
Саме структурна схема відображає принцип роботи приладу в цілому.
Побудова схеми повинна давати наглядну уяву про хід робочого процесу.
Розробку структурної схеми виконую у відповідності з технічним завданням
на дипломне проектування. При розробці трансивера має бути створена
достатньо проста конструкція, яка буде мати мінімум намоточних вузлів, що
значно підвищує технологічність виробництва. Окрім того, трансивер
повинен мати можливість роботи в широкому діапазоні напруги живлення.

2.1 Обґрунтування структурної схеми пристрою
Провівши аналіз та розглянувши дві схеми зупинимося на трансивері,
що в найбільшій мірі відповідає заданим умовам. Структурна схема
трансивера на 3,5 – 3,8 МГц приведена на рисунку 2.1
Розглянемо та обґрунтуємо вибір вузлів структурної схеми. Як видно
на рисунку 2.1, сигнал з антени надходить на вхідне коло (ВК - смуговий
фільтр), який забезпечує виділення необхідної смуги частот. Потім сигнал
надходить на мікросхему D2, яка виконує функцію ПРЧ та балансного
змішувача. Мікросхема D2 - К174ПС1 характеризується високою крутизною
характеристики, що дозволило значно спростити схему трансивера та значно
зменшити кількість намоточних вузлів, обійтись без підсилювачів ПЧ та
окремого мікрофонного підсилювача. В змішувачі відбувається змішування
сигналу радіочастоти з сигналом гетеродина, після чого сигнал надходить на
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 20

Рисунок 2.1 Структурна схема пристрою
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 21

електромеханічний фільтр, де відбувається виділення необхідної бокової
смуги. В другому змішувачі відбувається змішування сигналу опорного
генератора, частота якого дорівнює проміжній частоті 500 кГц. Після цього
сигнал через фільтр низьких частот надходить на відтворюючий пристрій.
В режимі передачі сигнал з мікрофона надходить через фільтр низьких
частот на ПНЧ. Підсилювач низьких частот зібрано на мікросхемі К174УН14.
Потім сигнал йде до змішувача, де відбувається змішування частоти
опорного генератора з сигналом низької частоти. Отриманий сигнал після
проходження через ЕМФ складається з потрібної нам бокової смуги
(дносмугова модуляція).
Односмугова модуляція (амплітудна модуляція з однією бічною смугою)
(ОМ, англ. Single-sideband modulation, SSB) – різновид амплітудної модуляції
(AM), широко застосовувана в апаратурі канала зв'язку для ефективного
використання спектра каналу і потужності передавальної радіоапаратури.
(https://uk.wikipedia.org/wiki/SSB )
В другому змішувачі відбувається перетворення сигналу ПЧ в сигнал
радіолюбительського діапазону 160м. Навантаженням змішувача при
передачі являється смуговий фільтр, після якого сигнал надходить на вхід
попереднього підсилювача, який зібраний на транзисторах VT3 та VT4.
З виходу основної плати радіочастотний сигнал рівнем 0,2 В надходить на
вхід кінцевого підсилювача потужності, який в свою чергу зібраний на
польовому транзисторі КП901А.
Добре відомо, що генератором плавного діапазону (ГПД) забезпечуються
такі важливі параметри радіоприймача, як часова та температурна стабільність
частоти, плавність та точність налаштування. Насправді, навіть чутливість і
динамічний діапазон радіоприймача також визначається схемним рішенням та
якістю виготовлення ГПД.
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 22

Джерело живлення (ДЖ) складається з понижаючого трансформатора,
фільтруючого конденсатора та мікросхеми стабілізатора КР142ЕН8Б, що
забезпечує стабільну напругу живлення 12 В. Також взято напругу з середньої
точки вторинної обмотки трансформатора, яка становить 34 вольта для
живлення кінцевого підсилювача потужності.
В даному розділі розроблена структурна схема приладу та визначено
основні вузли, які необхідно буде розробити для даної схеми трансивера.

2.2 Обґрунтування структурних елементів схеми
В якості джерела живлення обрано схему трансформаторного джерела
живлення. Трансформатор має первинну та вторинну обмотки. Первинна
обмотка розрахована на напругу 200-240 В, а вторинна на 26 - 28 В з
відводом від середнього витка (дві обмотки по 13В). Напруга з крайніх
виводів обмотки надходить на діодний міст, де випрямляеться і становить
34В (напруга для живлення підсилювача потужності). З середнього виводу
струм через фільтруючий конденсатор ємністю 2200 мкФ надходить на
мікросхему стабілізатор КР142ЕН8Б. Схема даного блока була обрана
максимально проста та надійна в експлуатації.

Опис схеми генератора плавного діапазону
ГПД грає дуже важливу роль в схемі трансивера. Стабільність частоти
випромінюючого сигналу – одна з основних характеристик передавального
тракту любительської радіостанції. Якщо не стабільний гетеродин приймача
створює не зручності при роботі, то для передавальної техніки нестабільність
частоти випромінюючого тракту може привести до серйозних порушень
роботи. В передавачах часове відхилення частоти не повинно перевищувати
0,02% протягом 15 хв. При конструюванні трансивера більш правильним є
завдання абсолютної стабільності частоти випромінюючого сигналу не
залежно від діапазону. При роботі з односмуговою модуляцією (SSB) вимоги
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 23

більш жорсткі - зміна частоти не повинна перевищувати 20-50 Гц за 10-15 хв.
Саме тому важливу роль відіграє розробка схеми ГПД. В даному пристрої
обрано саме таку схему, яка забезпечує дану вимогу. Організована схема
генератора на двох транзисторах типу КТ315 за схемою ємнісної триточки.
Важливу роль також грає виконання коливального контуру. Для матеріалу
каркасу обрано кераміку, а матеріал підстроєчної серцевини - ферит. Частота
ГПД для даного пристрою повинна бути в межах 2,3 – 2,5 МГц.

Опис підсилювача низької частоти
Підсилювач низької частоти можна максимально спростити при
застосуванні спеціалізованої мікросхемі К174УН14. Номінальна вихідна
потужність становить 4,5 Вт при навантаженні 4 Ом. Коефіцієнт підсилення
40 дБ, коефіцієнт гармонік становить 0,05%, працює в достатньо широкому
діапазоні температур (-10….+60˚С), напруга живлення 12,5…16,5 В.

Огляд опорного генератора
Опорний генератор зібрано по схемі ємнісної триточки на транзисторі
КТ315Б. Частота його повинна бути рівною проміжній SSB, тобто 500 кГц. В
цьому блоці використовуємо кварц на частоті 500 кГц для покращення
характеристик, обиремо його в металевому корпусі. Опорний генератор
служить як гетеродин в приймальному тракті.

Попередній підсилювач потужності
Характеристики попереднього підсилювача потужності також грають
важливу роль в реалізації пристрою. Схема повинна забезпечувати
найменший рівень шумів, тому організована на польвому транзисторі КП303
та КТ603. Через конденсатор ємністю 27 пф сигнал зі змішувача надходить
на вхід попереднього підсилювача потужності, де підсилюється до
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 24

необхідного рівня. Після чого потрібний нам сигнал надходить на вхід
кінцевого підсилювача потужності.

Змішувачі та детектори
В цій схемі змішувачі, детектори та модулятори організовано на
мікросхемах К174ПС1. Саме використання цих мікросхем дозволило
зменшити кількість намоточних вузлів та спростити схему в цілому. В даній
схемі в режимі прийому радіочастоти відбувається змішування сигналу, який
надходить із смугового фільтра та сигналу ГПД. Навантаженням змішувача
служить електромеханічний фільтр з проміжною частотою 500 кГц. В режимі
передачі відбувається змішування низькочастотного сигналу з мікрофона та з
опорного генератора. Подавлення сигналу опорної частоти відбувається
точним регулюванням підстроєчного резистора. Таким чином в режимі
прийому та передачі сигнали з опорного генератора та ГПД міняються
місцями.

2.3. Висновок
На основі технічного завдання було запропоновано і обґрунтовано
побудову та вибір основних вузлів структурної схеми пристрою для
реалізації зв’язку при використанні SSB. Для реалізації поставленої задачі
використано спеціалізовані інтегральні схеми, які забезпечують високу
надійність пристрою та простоту налагодження.
В наступному розділі будуть надані схемотехнічні рішення практичної
реалізації даної системи зв’язку.
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 25

РОЗДІЛ 3
СХЕМОТЕХНІЧНЕ ПРОЕКТУВАННЯ ПРИСТРОЮ

3.1 Розробка схеми електричної принципової

Схема електрична принципова використовується для відображення
електричних принципів роботи пристрою і зв’язків між елементами. Вона
розробляється після вибору структурної схеми.
Згідно структурної схеми пристрою система складається з таких вузлів:
смуговий фільтр, підсилювач радіочастоти, двох балансних змішувачів, двох
генераторів, джерела живлення, попереднього підсилювача потужності,
підсилювача потужності, підсилювача низьких частот.
Схема смугового фільтра зображена на рисунку 3.1

Рисунок 3.1 Смуговий фільтр

Смугови́й фі́льтр — електронний фільтр, що пропускає сигнали в
певному діапазоні смуги частот, послаблює сигнали за межами цієї смуги.
Наприклад, смуговий фільтр на 3.5—3.8 MГц пропускає тільки сигнали,
частота яких лежить в інтервалі 3.5—3.8 MГц. При цьому частота 3.5 МГц
називається нижньою частотою зрізу, а 3.8 МГц — верхньою частотою зрізу.
На цих частотах придушення сигналу повинно складати 3 дБ (0.707 від
сигналу на центральній частоті).
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 26

Даний каскад зібрано на двох контурах типу СБ-9 та трьох
конденсаторах. Цей каскад призначений для виділення певної смуги частот,
за допомогою L8,С41 є можливість визначити початкову частоту потрібної
нам смуги, а за допомогою L7С40 визначаємо граничну частоту смуги, С39
конденсатор зв’язку.
Далі сигнал надходить на вхід ПРЧ, який знаходиться в мікросхемі D2,
також в даній мікросхемі є змішувач в якому змішується сигнал зі смугового
фільтру з сигналом генератора плавного діапазону.

3.2 Розробка генератора плавного діапазону

Схема генератора плавного діапазону (ГПД) зображена на рисунку 3.2

Рисунок 3.2 Генератор плавного діапазону

Даний каскад зібрано на двох транзисторах типу КТ312Б. Складається з
генератора, який виконано за схемою ємнісної триточки та підсилювача
(емітерного повторювача). Цей генератор генерує сигнал синусоїдальної
форми в діапазоні частот 4000-4300 кГц, який на 500 кГц більше від робочого
діапазону аматорської радіостанції. Форма сигналу ГПД має бути
максимально наближеною до синусоїдальної.
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 27

Після змішувача сигнал надходить на електромеханічний фільтр, за
допомогою якого відбувається виділення однієї бокової смуги. Спектральна
характеристика даного фільтру показана на рисунку 3.3

Рисунок 3.3 Спектральне представлення виділення однієї бокової смуги

В цій схемі використано електромеханічний фільтр ЕМФ-9Д-500-3В,
який виділяє верхню бокову смугу. Потім виділений сигнал ПЧ потрібної
бокової смуги надходить на другий змішувач D3 мікросхеми К174ПС1, за
допомогою якої в даній схемі зменшена кількість намоточних вузлів та не
використовується підсилювачі проміжної частоти. Внутрішня схема
К174ПС1 зображена на рисунку 3.4

Рисунок 3.4 Внутрішня схема К174ПС1
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 28

В представленній схемі відбувається змішування даного сигналу з
сигналом опорного генератора, частота якого становить 500кГц. Сигнал з
опорного генератора надходить через широкосмуговий трансформатор Т3.
Схема опорного генератора зображена на рисунку 3.5

Рисунок 3.5 Опорний генератор

Після цього сигнал через фільтр низьких частот (рис. 3.6), який зібрано
на елементах С44,R26,С45, надходить на підсилювач низьких частот на
основі мікросхеми К174УН14, зображений на рисунку 3.7

Рисунок 3.6 RC фільтр низьких частот

В даному приладі для керування вхідним сигналом використовується
вхід ПНЧ через діод КД522Б та резистор з опором 10 кОм.
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 29

Рисунок 3.7 Підсилювач низької частоти

Підсилений сигнал низької частоти потрапляє на відтворюючий
пристрій. В режимі передачі подається напруга живлення на попередній
підсилювач потужності та транзистор кінцевого підсилювача потужності
VT3 переводиться в активний режим.
Сигнал з електретного мікрофона ВМ1 через фільтр низьких частот,
зібраного на елементах С32,L4,С33, запобігає потраплянню високочастотних
складових сигналу на вхід змішувача. Схема фільтра показана на рисунку 3.8

Рисунок 3.8 LC фільтр низьких частот

Сигнал надходить на вхід мікросхеми К174ПС1 (змішувач), де
відбувається змішування сигналу з мікрофона з сигналом опорного
Лист
Змін. Лист № докум. Підпис Дата РТ86СК.02218019.248 ПЗ
30

генератора. Потім сигнал надходить на ЕМФ, де відбувається виділення
потрібної бокової смуги та послаблення несучої частоти.
Мікросхема D3 перетворює сигнал ПЧ в сигнал радіолюбительського
діапазону 160 метрів. Навантаженням змішувача при передачі є діапазонний
смуговий фільтр, виконаний на елементах С43,L7,C42,C53,L8,C46. На
транзисторах VT5, VT6 зібрано попередній підсилювач потужності
передавача. З виходу основної плати радіочастотний сигнал поступає на
плату кінцевого підсилювача потужності.
Кінцевий підсилювач потужності виконано на транзисторі КП901А.
Вихідний сигнал через одноступеневий ФНЧ, С8, L2, С9 надходить на
антену. Схема кінцевого підсилювача потужності показана на рисунку 3.9

Рисунок 3.9 Підсилювач потужності

Контроль вихідного сигналу здійснюється за допомогою найпростішого
детектора.
Джерело живлення складається з трансформатора, діодного моста,
ємнісного фільтру та мікросхеми, компенсаційного стабілізатора.

Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 31

3.3 Обґрунтування вибору елементної бази та матеріалів

Радіоматеріали і радіоелементи необхідно вибирати, виходячи в першу
чергу з умов експлуатації виробу, надійності і звичайно ціни. У виробі, який
розробляється в даному проекті, частина елементів встановлюється на
печатній платі, а частина безпосередньо на корпусі пристрою.
Печатна плата виготовлена з фольгованого склотекстоліту товщиною
1мм. Склотекстоліт виготовляється на основі скляної тканини, яка просочена
синтетичними сполуками і має підвищену механічну стійкість.
Корпус перетворювача виготовлено з дюралюмінію. Цей матеріал
широко використовується в електротехнічних виробах і легко піддається
механічній обробці. Для монтажу радіодеталей використовую припой ПОС-
61, а для розчинення окислів із поверхні деталей використовую флюс ФСК, у
склад якого входить каніфоль і спирт етиловий.
Електричний зв'язок елементів плати і корпусу здійснюю за допомогою
монтажних дротів типу МШВ із перерізом 0,5мм2. Це багатодротяний,
ізольований подвійною обмоткою із шовку дріт, розрахований на роботу в
колах до 380В.
Радіоелементи поділяються на пасивні та активні. Особливу увагу
необхідно приділити активним елементам. Але і пасивні елементи необхідно
вибрати дуже старанно. Резистори постійного опору МЛТ — металоплівкові,
неізольовані, емальовані. Випускаються на потужність розсіювання від 0,125
до 2Вт із межами номінальних опорів від 1 0м до 10 МОм.
Металоплівкові резистори характеризуються високою стабільністю
параметрів, надійністю, слабкою залежністю опору від частоти й напруги.
Недоліком деяких метало плівкових резисторів є понижена надійність при
підвищеній номінальній потужності, особливо при імпульсному
навантаженні.
Лист
Змін. Лист РТ86СК.02218019.248 ПЗ
№ докум. Підпис Дата 32

Резистори змінного опору СП3-3 (R2) - композиційні, випускаються з
потужністю розсіювання від 0,5 Вт, і межами номінальних опорів 47Ом
...4,7МОм.
Композиційні резистори характеризуються високою надійністю,
слабкою залежністю опору від частоти до 50кГц. Опір цих резисторів
практично не залежить від напруги.
Конденсатори постійної ємності С1, С2, С3 повинні бути з малим ТКЕ,
тому вибираємо К50-16. Це вакуумні конденсатори, використовуються для
друкованого монтажу. Розраховані для роботи в колах із робочою напругою
до 16В.
Конденсатори КМ-5а (С4...С7) - керамічні, пластинчасті, з
номінальною ємністю 0,1мкФ, робочою напругою до 100В. Керамічні
конденсатори недуже широко використовуються в якості контурних,
блокуючих і роздільних. Такі конденсатори відрізняються великою питомою
ємністю і високою ціною. Конденсатори КМ-4а (С8, С9) відрізняються
малими розмірами. Використовуються у фільтрах в якості блокуючих і
розв'язуючих елементів.
Конденсатори КМ-4а (С10-С12) – високо стабільні, застосовуються для
роботи в колах постійного, змінного і пульсуючого струмів. Номінальна
ємність від 15пФ до 0,1мкФ.
Конденсатори (С13-С17) – КМ-5а, так як вони мають дуже стабільне
ТКЕ. Конденсатори (С18, С29, С33, С36, С41, С42, С45, С49) –типу К42У-2 з
не стабільним рівнем ТКЕ, оскільки вони блокуючі. Підстроювальні
конденсатори (С20, С21) типу КПК-М, оскільки вони мають не великий
розмір та зручні при регулюванні. Конденсатори (С19, С22-С27, С30-С32)
типу КМ-5а, так як в даних точках важливо зберегти стабільність параметрів
сигналу. Конденсатори (С34, С35, С37, С46-С53) - КМ-5а, так як в даних
вузлах необхідна висока стабільність.
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 33

Транзистори в даній схемі використані як польові, так і біполярні.
Польовий транзистор VT1 - КП901А, оскільки він максимально підходить по
параметрах (Ucи - 70 В, Uзи max - 85 В, Іс max - 4 А ) та по способу
монтажу. В опорному генераторі використано транзистор КТ315Б n-р-n
структури. Характеристики: Uке max - 20 В, струм колектора 100мА, Рmax
0.15 Вт. В попередньому підсилювачі використаний транзистор КТ603Б, n-р-
n структури, середньої потужності та високої частоти. Він максимально
підходить для даних цілей. Запобіжники ВП1- 0,5А використовуються для
захисту пристрою від короткого замикання в навантаженні. Транзистори
VT5, VT6 КТ315Б n-р-n структури. Характеристики: Uке max - 20 В, струм
колектора 100мА, Рmax - 0.15Вт.
Трансформатор – понижаючий, який має дві обмотки по 13В, струм
1,5А.
Тумблери використовуються для комутації кіл постійного й змінного
струмів. Опір ізоляції між контактами і на корпус — не менше 1000МОм.
Діоди - КЦ405Б (VDl-VD4) - це випрямляючий діодний міст,
розрахований на проходження струму до 1А. Використовується у
двохнапівперіодній схемі випрямляча.
Діод КД522Б (VD5, VD6, VD8, VD9) розрахований на проходження
струму 100мА і зворотну напругу 50 В.
Стабілітрони КС182А (VD7, VD10), напруга стабілізації 8,2 В, струм
стабілізації 17 мА, ∆U◦C%±0.05.
Світлодіоди АЛ307Б використовуються для індикації режиму передачі
пристрою. Дані світлодіоди мають зелений колір світіння. Максимально
допустима пряма напруга 2,8В і прямий струм 20мА.
Мікросхема КР142ЕН8Б (DА1) має три виводи "Uвх", "корпус", "Uвих"
У пристрої, що проектується, використовується компенсаційний стабілізатор.
Максимальна вхідна напруга становить 35В, вихідна напруга 12±0,36, струм
споживання 10 мА.
Лист
Змін. Лист РТ86СК.02218019.248 ПЗ
№ докум. Підпис Дата 34

Мікросхема К174ПС1 (DA2, DA3) широко використовуються як
перетворювачі в УКХ діапазоні. Вона виконана на двох спарених
диференційних каскадах. Виводи 7 та 8 призначені для подачі опорної
напруги на диференційні пари транзисторів, а виводи 11 та 13 - для подачі
керуючих напруг.
Змішувач на основі ІС К174ПС1 забезпечує на виході відношення
складової різнісної частоти до складової вхідного сигналу на частотах до 20
МГц не менше 30 дБ. Верхня гранична частота вхідної та опорної напруг
200МГц. Крутизна перетворення не менше 4,5 мА/В, коефіцієнт шуму не
більше 8 дБ. Напруга живлення 9 В, струм споживання не більше 2,5 мА.
Підсилювач низької частоти К174УН14: напруга живлення – 12В,
струм споживання – 15 мА.
ЕМФ-9Д-500-3В – забезпечує виділення необхідної бокової смуги та
подавлення несучої частоти.

3.4 Електричний розрахунок окремих вузлів виробу

Розрахункова частина дипломного проекту є важливою складовою
процесу проектування. Від правильності розрахунків залежить якість роботи
приладу. Згідно технічного завдання на розробку пристрою, необхідно
розрахувати мостову схему випрямляча, емітерний повторювач, ємнісний
фільтр, трансформатор. Трансформатор та мостова схема випрямляча
показана на рисунку 3.10 сумісно з ємнісним фільтром.

Рисунок 3.10 Трансформатор та мостова схема випрямляча
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 35

3.4.1 Розрахунок фільтра
Розрахунок виконано по методиці [10].
Початкові дані для розрахунку:
- вихідна напруга Uo = 34 В;
- вихідний струм Io=0,4 A;
- коефіцієнт пульсації Kп=15.
Визначимо зворотну напругу на діодах:
Uзв =1,5*Uo ,
Uзв =1,5*34 = 51В.
Визначимо середній випрямлений струм через один діод:
Iср = 0,5* Io ,
Iср = 0,5*0,4 = 0,2 А.
Максимальне значення струму:
Iмак = 3,5* Io ,
Iмак = 3,5*0,4 =1,4 А.
Оберемо діодний міст типу КЦ405Б. Він має такі параметри:
Uзв.VD = 400 В, Iср.VD = 0.5 А, Iмак.VD =1 А Uср.пр. = 1 В.
Знайдемо опір навантаження:
r =Uo / Io ,
r = 34 / 0,4 = 85 Ом.
Знайдемо опір обмотки трансформатора:
rТР = (0,07 : 0,1)* r ,
rTP = 0.09*85 = 7,65 Ом.
Лист
Змін. Лист № докум. Підпис Дата РТ86СК.02218019.248 ПЗ
36

Знайдемо прямий опір випрямляючого діода:
rVD =Uср.пр /(3* Iср) ,
rVD =1/(3*0.2) =1.66 Ом.
Знайдемо активний опір фази випрямляча:
r = rТР + 2rVD ,
r = 7,65+ 2*1.66 =10,98 Ом.
Розрахунок коефіцієнта А::
A Io *π * r
=
m*Uo ,
m- коефіцієнт схеми, рівний кількості імпульсів випрямленої напруги,
при m=2
A 0,4*3.14*10,98
= = 0.203
2*34 .
По графікам визначимо параметри:
B=1.2; D=2; F=5; H=32000
переконавшись в правильності вибраних діодів.

3.4.2 Розрахунок напруги холостого ходу
Проведемо розрахунок параметрів при відсутності навантаження:
Uxx = B*Uo ,
Uxx =1.2*34 = 40,8 В.
Зворотна напруга:
Uзв = 1,4*Uxx ,
Uçâ =1,4*40,8 = 57,12 В.
Амплітудне значення струму:
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 37

Iмак = 0,5* F * Io ,
Iмак = 0,5*5*0,4 =1А.
Діодний міст КЦ405Б підібрані правильно.

3.4.3 Розрахунок параметрів ємності
C4 100* H
=
K ,
п.вх * ro * fc
С4 100*32000
= = 388,6
15*10,98*50 мкФ.

По ГОСТ [10] обираю конденсатор К50-16 1000*63 В.

Розрахунок трансформатора.
Розрахунок габаритної (споживаємої навантаженням) потужності Рг:
Рг=U*I,
Рг=26*2=52 Вт.
Оберемо тип магнітопроводу, врахуємо наступні рекомендації: при
частоті 50Гц для магнітопроводу використовуємо сталь марки 3412, при
цьому магнітна індукція В = 1.6 Тл, щільність струму J= 2.5.
Коефіцієнт корисної дії трансформатора ŋ = 0.95, коефіцієнт заповнення
вікна міддю обмоток k¹= 0.31, коефіцієнт заповнення перерізу мгнітопроводу
сталлю kс = 0.89.

3.4.4 Розрахунок трансформатора
Визначимо основні параметри трансформатора:

SсS◦ = Рг10²/1.11(1+1/ŋ)f*В*J*k◦*k¹,
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 38

SсS◦ = 52*10²/1.11(1+1/0.95)50*1.6*2.5*0.89*0.31=902318мм².
Кількість витків обмоток розраховується за формулою::
ω =U(1-∆U/100)10/4.44*f*B*S,
220(1 5
+ )
ω1 = 100
10 =1215,8 ,
4,44× 50×1,6× 5
26× (1 5
+ )
ω2 = 100
10 =187 .
4,44× 50×1,6× 5

3.4.5 Розрахунок емітерного повторювача
Розрахунок вхідного каскаду підсилювача (емітерного повторювача).
Схеми вхідних каскадів транзисторних ПНЧ в багатьох випадках не
відрізняються від звичайних схем попередніх каскадів підсилення. Але при
необхідності підвищення вхідного опору каскаду для покращення
узгодження підсилювача з джерелом сигналу на вході вмикають емітерний
повторювач. Розрахунок даної схеми проводиться в наступному порядку.
В колах однотипності вибираємо для роботи в схемі вхідного каскаду
ті ж транзистори, що і в схемах наступних попередніх каскадів.
Знаходимо опір навантаження каскаду:
R4=(Ek-Uке(V2))/Iep,
де Ек – напруга джерела живлення каскаду, Uke – напруга між колектором та
емітером в стані спокою, Іер – струм емітера даного транзистора.
При використанні емітерного повторювача в якості вхідного каскаду
для підвищення вхідного опору і зниження рівня шумів напругу колектор-
емітер беруть не більше (2…3)В, а стум спокою емітера близько 0,5 мА.

R4=(8.2-2.7)/0.5*10=11.
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 39

Для знаходження опорів резисторів R1, R2 задамося струмом, який
проходить через подільник, створений резисторами (кОм), Ід=0,1 мА. Тоді
R1+R2=Ек/Ід,
R1+R2=8,2/0,1*10=82.
Далі задаються R2=3R1, знаходимо величини опорів подільника,
визначаємо потужність, яка розсіюється на них. При необхідності
регулювання підсилення резистор R3 обирають змінним. Даний резистор
повинен бути високоомним, щоб не зменшувати вхідний опір. Звичайно його
опір складає близько 2…3 МОм.
Знаходимо ємність розділового конденсатора за формулою:
C1=10/2πfн(Rдж+Rвх) ,
де Rвх – опір джерела вхідного сигналу, Rвх – вхідний опір каскаду, Мн –
коефіцієнт частотних спотворень, внесених даним каскадом на низьких
частотах, fн – найнижча частота діапазону. При цьому С1 виражається в
мікрофарадах, fн – в герцах, Rдж та Rвх – в Ом.

С1=10/2*3,14*2300(5000+12000) 0,122 −1 =1,26.
Величина вхідного опору каскаду з використанням даного транзистора
може бути знайдена по формулі:
Rвх = h +h2 ×Rекв ,
11k 21k
де h21 – вхідний опір даного транзистора при включенні даного транзистора
за схемою із загальним колектором, h21k – коефіцієнт передачі струму
транзистора по схемі з загальним колектором, Rекв - еквівалентний опір
навантаження емітерного повторювача рівний:
Rекв = R4 Rвх.сл /(R4 +Rвх.сл) ,
Rвх – вхідний опір наступного підсилюючого каскаду. Якщо значення h11k
та h21к в підручнику не вказані, то їх можна розрахувати по формулах.
h11k = h11б / (1- h21б),
Лист
Змін. Лист № докум. РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Підпис Дата 40

h21k = - 1/(1- h21б).
(h21б h11б – вхідний опір і коефіцієнт передачі струму даного транзистора
включенням з загальною базою):
h21к = −1÷ (1−50) = 0,02,
h11k = 100/(1-50)=2,04,
Rекв =11000*5000.

3.5. Висновок

Реалізація передачі даних на основі застосування односмугової
модуляції (SSB) характеризується рядом переваг, які відносяться до
раціонального використання смуги частот радіодіапазону, збільшення
дальності передачі за рахунок перерозподілу потужності сигналу, зменшення
різноманітних спотворень при проходженні сигналу через неоднорідні
середовища розповсюдження і т.п. Такі характеристики даного типу передачі
сигналу призводять до його застосування в самій різноманітній апаратурі, в
тому числі і військовій для забезпечення резервного і надійного засобу
передачі інформації.
В даному розділі наведені основні розрахунки функціональних вузлів
приймально-передавальної системи, надані рекомендації щодо вибору
елементної бази, наведено обґрунтування вибору відповідних компонент
системи для забезпечення її роботоздатності та вимогам технічного завдання.
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 41

РОЗДІЛ 4
КОНСТРУКТОРСЬКО ТЕХНОЛОГІЧНИЙ РОЗДІЛ

Надійність – це властивість виробу зберігати у часі і встановлених
межах значення всіх параметрів, які характеризують здатність виконувати
потрібні функції у заданих режимах та умовах застосування, технічного
обслуговування, ремонту, зберігання та транспортування.
Надійність є складною комплексною властивістю, до якої входять
безвідмовність, ремонтопридатність, довговічність та збереженість. Це якісні
характеристики надійності.

4.1 Розрахунок надійності

Для вирішення практичних завдань розробки й експлуатації виробів
потрібні кількісні показники, що дозволять оцінити рівень надійності,
вибрати найкращий варіант побудови. До цих показників відносяться
інтенсивність відмов, ймовірність безвідмовної роботи та час напрацювання
до відмови.
Надійність пристрою визначається надійністю і кількістю елементів,
які в нього входять.
Порядок виконання розрахунку. Поділимо схему на групи однотипових
елементів і визначимо кількість елементів в кожній групі (ni):
а) Конденсатори: - керамічні – 47;
- електролітичні – 9;
- змінні – 1;
б) резистори: - МЛТ – 29;
- СП – 3;
в) котушки індуктивності – 9;
г) перемикачі – 2;
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 42

д) діоди – 11;
е) світло діоди – 2;
є) транзистори – 6;
Ж) мікросхеми – 3;
з) мікрофон – 1;
и) кварц – 1;
і) електромагнітне реле – 3;
ї) трансформатор – 3;
й) електромагнітне реле.
2. Для кожного типу елементів визначимо інтенсивності відмов у
номінальному режимі (λjн):
а) конденсатори: - керамічні – 1,4∙10-6 ,
- електролітичні – 2,4∙10-6 ,
б) резистори: - МЛТ – 0,4∙10-6,
- СП – 1,3∙10-6,
в) котушка індуктивності – 0,5∙10-6,
г) перемикач – 0,01∙10-6,
д) діод – 2,0∙10-6,
е) світлодіод - 2,0∙10-6,
є) транзистор – 4,0∙10-6,
ж) мікросхема – 3,0∙10-6,
з) паяння - 0,01•10-6,
и) електромагнітне реле - 0,01•10-6,
і) трансформатор - 0,5∙10-6,
ї) кварц - 2,2∙10-6,
й) мікрофон – 1,2∙10-6.
Визначимо інтенсивність відмов елементів з урахуванням умов їх
експлуатації за формулою:
λj= λjн∙кλ.
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 43

Пристрій буде працювати в стаціонарних умовах, буде підпадати під
сумарний вплив вібрацій і ударів, тому λ1=1,07
При вологості 70% і температурі 400С λ2=1,0. При умові роботи
пристрою на висоті 0 км λ3=1,0. Тоді λj=1,07,∙ λjн=1,07∙ λjн.
Для кожної групи елементів значення ∙ λj відповідно будуть:
а) конденсатори: - керамічні – 0,107∙10-6,
- електролітичні – 0,963∙10-6,
б) резистори: - МЛТ – 0,13∙10-6,
- СП – 1,4∙10-6,
в) котушка індуктивності – 2,25∙10-6,
г) перемикач – 0,07∙10-6,
д) діод – 0,49∙10-6,
е) світло діод – 0,5∙10-6,
є) транзистор – 1,25∙10-6,
ж) мікросхема – 1,07∙10-6,
з) паяння - 0,01•10-6,
и) електромагнітне реле - 0,27•10-6,
і) трансформатор - 0,66∙10-6,
ї) трансформатор 2 – 1,11∙10-6,
й) кварц - 2,2∙10-6,
к) мікрофон – 1,2∙10-6.

Розрахуємо інтенсивність відмов системи за формулою
10
λc = ∑λ j ⋅ ni ,
i, j
λс=(0,963*9+0,13*30+1,4*3+1,05*3+0,49*9+1,25+1,05+1,25+0,27*3+1,07*2+
1,07+1,07+0,49+0,49*2+0,1*20+0,1*17+0,66+1,11*2+2,25*4+0,07*2)
=50,36∙10-6(год).

Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 44

Визначимо середній час до першої відмови пристрою:
Tcp 1
= ,
λc
Тср=1\50,36∙10-6=19857,029 (год).
Визначимо ймовірність безвідмовної роботи протягом часу
напрацювання tp=10000год.
P(t) = e−λc ⋅t p ,
−50,36⋅10−6 4
P(t) = 2,72 ⋅10 ≈ 0,607 .
Результати обчислень формуємо у таблиці 4.1
Таблиця 4.1

№ Тип елементу Кіл. Інтенс. Інтенс. λj∙ni∙10-6 kн tºC αj λj∙ni∙
п/п ni відм. відм. α ∙10-6
j
λ ∙10-6 λ ∙10-6
jн j
1 К50-35 9 0,9 0,963 8,67 0,7 40 1,2 10,4
2 МЛТ-0,125 30 0,12 0,13 3,9 0,6 40 0,8 3,12
3 СП-1 3 1,3 1,4 4,2 0,6 40 0,9 3,78
4 КТ312 3 0,98 1,05 3,15 0,8 30 0,67 2,11
5 КД522 9 0,46 0,49 4,41 0,8 40 1,08 4,76
6 КТ603 1 1,17 1,25 1,25 0,8 30 0,67 0,83
7 КП303 1 0,98 1,05 1,25 0,8 30 0,67 0,83
8 КП901 1 1,17 1,25 1,25 0,8 30 0,67 0,83
9 РЕС-49 3 0,25 0,27 0,81 0,7 40 0,9 0,73
10 К174ПС1 2 1 1,07 2,14 0,8 40 0,7 1,5
11 К174УН14 1 1 1,07 1,07 0,8 40 0,7 0,75
12 КР142ЕН8Б 1 1 1,07 1,07 0,8 40 0,7 0,75
13 КЦ405 1 0,46 0,49 0,49 0,8 40 1,08 0,53
14 КС182А 2 0,46 0,49 0,98 0,8 40 1,08 1,06
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 45

15 КМ-5а 20 0,1 0,1 2 0,7 40 1,1 2,2
16 К10-23 17 0,1 0,1 1,7 0,7 40 1,1 2,89
17 Тр-1 1 0,62 0,66 0,66 0,6 40 0,9 0,59
18 Тр-2 2 1,04 1,11 2,22 0,6 40 0,8 1,78
19 Др. 4 2,1 2,25 9 0,6 40 0,8 7,2
20 КМ-1 2 0,07 0,07 0,14 0,7 40 1 0,14

4.2 Розробка друкованої плати

Схема даного дипломного проекту розділена на чотири функціональні
вузли: основна плата, джерело живлення, генератор плавного діапазону та
підсилювач потужності. Багато елементів розміщено за межами плат. До
таких елементів відносяться: DA1, R33, HL1, PA1, K1, FU1. Корпус
виготовлено зі сталі, дюралюмінію та склотекстоліту. Кожна плата в свою
чергу має свій корпус, який виготовлено із фольгованого одностороннього
склотекстоліту, плати кріпляться за допомогою латунних стійок та гвинтів.
Електричний зв'язок елементів, які кріпляться на корпусі з платами,
здійснюється коаксіальним проводом для забезпечення мінімальних втрат,
мінімальних спотворень сигналів.
Котушки L3, L5, L6, L7 виконано на броньових магнітопроводах СБ-9,
оскільки в них замкнутий магнітний потік, що забезпечує мінімальний вплив
на елементи, розташовані поряд з контурами. Намотку контурів необхідно
вести проводом ПЕЛ2-0,15. Всі контури містять по 30 витків, а контури L3
містить вивід після 6-го витка, а L5 від середини.
Габарити і вага елементів, що встановлюються на платі, не
перевищують встановлених норм, тому особливих вимог по розміщенню
елементів на платі немає. Взаємне розміщення елементів на платі забезпечує
легкий доступ до елементів під час регулювання чи ремонту.
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 46

Друкована плата є невід'ємною частиною виробу, для якої необхідно
розробити конструктивний розрахунок.
Із твердою чи гнучкою основою за конструкцією друковані плати
діляться на типи:
- односторонні,
- двосторонні,
- багатошарові.
Для даного функціонального вузла обрано односторонню плату, яка
має найпростішу технологію виготовлення. В залежності від розмірів
елементів друкованого монтажу друковані плати діляться на чотири класи
точності. Друковані плати 1-го і 2-го класів точності найбільш прості у
виконанні, надійні в експлуатації та мають низьку вартість.
Для свого дипломного проекту обрано 1-й клас точності. Матеріал для
друкованої плати обрирається за ГОСТ 10316-78 або ГОСТ 23751-79.
Для експлуатації в умовах 1-ї та 2-ї груп жорсткості по ОСТ4.077.000
використовуються друковані плати на основі паперу (гетинакс), для 3-ї та 4-ї
груп жорсткості – на основі склотканини (склотекстоліт). Для дипломного
проекту обрано фольгований склотекстоліт марки СФ-1-35-1.
Розрахунок площі плати необхідно розпочинати з розрахунку площ
всіх елементів, розташованих на даній платі.
Площі резисторів R1-32, діодів та дроселів за визначено формулою:
S=D∙l,
де D- діаметр корпусу (мм),
l- відстань між формованими виводами (мм) .
Площі конденсаторів С10-С37, С41, С42, С43, С45 визначаємо за
формулою:
S=L∙B,
де L – довжина корпусу (мм),
В – ширина корпусу (мм).
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 47

Площу конденсаторів К50-35 та транзисторів VT2, VT3, VT4 визначено
за формулою:
S πD 2
=
4 ,
де D – діаметр корпусу (мм),
S – площа поперечного перерізу корпуса елемента (мм²).
Спочатку необхідно розрахувати загальну площу елементів,
розміщених на даній платі за формулою:
Sn = k з ⋅∑Sере ,
де kз - коефіцієнт заповнення плати, він становить (2÷5),
Sере – загальна площа деталей:
Sере=(336+760,5+663+418+107,5+50+56,65+23,71+107,4+28,28+750+254,34
+80+320+70)= =4225,36,
- становить 2,52.
Визначаємо довжину плати, при ширині 70 мм, співвідношення сторін
не більше 3:1, плата має розміри 70×145.
Крок координатної сітки 2,5мм.
Діаметр отвору повинен бути дещо більшим, ніж діаметр виводу
елемента, який в нього запаюється, що дозволяє вільно встановлювати
елементи на платі. До даних отворів є певні вимоги:
Якщо dвив<0,8мм, то dотв= dвив+0,2мм,
Якщо dвив≥0,8мм, то dотв= dвив+0,3мм.
Для забезпечення якісного з'єднання виводу елемента з друкованим
провідником навколо отвору роблять контактну площадку (КП), яку
рекомендують робити у формі кільця:
dКП= dотв+2в+с,
де dотв – діаметр отвору (мм),
в – мінімальна радіальна ширина КП (мм),
с – коефіцієнт розкиду між центрової відстані, зміщення шарів (мм).
Лист
Змін. Лист № докум. Підпис РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Дата 48

Для 1 класу точності в=0,3мм, с=0,6мм.
Для dвив=0,6мм dотв=0,6+0,2=0,8(мм)
dКП=0,8+2∙0,3+0,6=2,0(мм).
Для dвив=0,7мм dотв=0,7+0,2=0,9(мм)
dКП=0,9+2∙0,3+0,6=2,1(мм).
Для dвив=0,9мм dотв=0,9+0,3=1,2(мм)
dКП=1,2+2∙0,3+0,6=2,4(мм).

4.3 Вибір та обґрунтування типу виробництва

Виробничим процесом називається сукупність дій всього колективу
працюючих, які забезпечують перетворення матеріалів та напівфабрикатів в
готовий виріб.
Технологічним процесом називається частина виробничого процесу,
яка безпосередньо пов’язана з виготовленням, обробкою, контролем виробу.
Побудова технологічного процесу, структура і степінь його деталізації
залежить від типу виробництва. В залежності від кількості виробів, які
випускаються, та регулярності їх випуску розрізняють три типи
виробництва.
Одиничним називається таке виробництво, при якому вироби
випускаються одиничними екземплярами різними по конструкції. Оснащення
цехів такого виробництва повинно бути спроможним виготовляти різнобічну
продукцію. Для праці на такому виробництві потрібні робітники високої
кваліфікації.
Серійним називається виробництво, коли вироби однакові або різні за
конструкцією випускаються партіями (серіями). На такому виробництві
використовується оснащення, як нормалізоване, так і спеціальне. Робітники
при цьому потрібні високої кваліфікації. В залежності від величини серії та
частоти їх випуску розрізняють велико та малосерійне виробництво.
Лист
Змін. Лист № докум. РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Підпис Дата 49

Великосерійне виробництво характеризується відносно постійним
випуском продукції, досить значними серіями, або виготовленням виробів,
виробництво яких часто повторюється, а малосерійне - широкою
номенклатурою партій невеликим розмірів.
Масовим називається виробництво, при якому виготовлення виробів
визначених конструкцій ведеться безперервно протягом значного проміжку
часу. Однією з основних умов виробництва є повна взаємозаміна всіх деталей
та збірних одиниць.
Трансивер, який проектується, буде виготовляться малосерійним
виробництвом.

4.4 Обґрунтування типу технології виготовлення друкованої плати

Основним вузлом сучасних конструкцій радіоелектронної апаратури є
друкована плата, на яку встановлюють радіоелементи, провідники та інші
компоненти схеми.
Застосування друкованого монтажу дає широкі можливості заміни
значної частини ручних робіт на операціях виготовлення та монтажу
апаратури.
В залежності від призначення, конструктивного виконання і технології
виготовлення друковані плати поділяють на односторонні, двосторонні та
багатошарові.
Дана плата виготовляється з фольгованого склотекстоліту марки СФ-1-
35-1 (односторонній).
В сучасному промисловому виробництві друкованих плат широко
застосовують хімічний, електрохімічний та комбінований методи отримання
друкованих провідників.
При виготовленні односторонньої плати використовують хімічний
метод.
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 50

Рисунок схеми отримуємо фотохімічним способом. Процес
фотохімічного друку складається з таких основних операцій:
- нанесення фоторезисту на поверхню заготовки;
- експонування рисунку крізь фотошаблон;
- проявлення рисунку;
- дубління;
- контроль якості рисунка;
- ретушування;
- зняття фоторезисту.
Технологічний процес виготовлення плати хімічним методом
складається з таких операцій:
- різання заготовок, свердління технологічних отворів;
- підготовка поверхні заготовок;
- нанесення фоторезисту;
- експонування рисунку;
- проявлення;
- дубління;
- зняття фоторезисту;
- травлення міді з пробільних місць схеми;
- свердління отворів;
- механічна обробка по контуру;
- контроль.
Варіанти підготовки і установки елементів на друковані плати
визначаються їх ваговими, габаритними та конструктивними даними.
Спосіб кріплення елементів вибирають у відповідності з технічними
умовами на елементи та умовами експлуатації апаратури. Кожний вивід
елемента встановлюють в окремий отвір або на контактну площадку.
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 51

Перед збиранням і монтажем вузлів на друкованих платах проводять
підготовку виводів радіоелементів, які встановлюються на плату:
рихтування, формування, обрізання по завданому розміру, лудіння.
Основними операціями технологічного процесу збірання плати є:
- встановлення та кріплення радіоелементів;
- паяння або зварювання монтажних з’єднань;
- контроль працездатності електронного вузла.
При лудінні та паянні монтажних з’єднань застосовують
низькотемпературні олов’яно-свинцеві припої ПОС61. Температура
плавлення припою 183оС. При паянні припоєм ПОС61 температура нагріву
жала паяльника повинна бути 255-260˚С.
Для збірки і монтажу застосовують: ручний паяльник, обпалювач,
бокорізи, пінцет, тепловідвід.

4.5 Інструкція по ремонту

Пропонується наступний алгоритм ремонту.
1) Відкрутити гайки на бокових стінках приладу і зняти верхню
кришку. Перевірити тепловий режим роботи схеми. Якщо певні елементи
мають підвищену температуру, то ймовірно, що саме ці елементи вийшли з
ладу
2) Оглянути прилад та спробувати виявити несправності візуальним
способом. Якщо вони зіпсовані, то зробити заміну елементів.
3) Очистити прилад від бруду за допомогою щітки.
4) Необхідно зібрати робоче місце згідно рисунку 4.1
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 52

Рисунок 4.1 Робоче місце

5) Вимкнути пристрій та виміряти напругу живлення, перевірити
напругу на активних елементах. Дані напруги не повинні відрізнятися від
табличних більш ніж на ±10%. Якщо якась напруга відрізняється більше ніж
вказано вище, необхідно перевірити даний елемент та кола, які впливають на
його роботу.
6) Ввімкнути пристрій. Перевірити напруги на виводах активних
елементів, вони неповинні відрізнятися від номінальних значень.
7) При пошуку несправності можна використати таблицю типових
несправностей (таблиця 4.2)

Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 53

Таблиця 4.2
Таблиця типових несправностей
№
Несправність Можлива причина
п./п.
Вийшов з ладу запобіжник
Не працює блок Вийшов з ладу діодний міст
1.
живлення Пробитий фільтруючий конденсатор
Вийшла з ладу мікросхема DA1
Вийшли з ладу транзистори VT5 та
2. Не працює ГПД
VT6, обрив котушки L9.
Не працює опорний Вихід з ладу транзистора VT2,
3.
генератор Вихід з ладу кварцу.
4. Не працює змішувач Вийшла з ладу мікросхема DA2,DA3.
Не працює попередній Вийшов з ладу транзистор VT3 та VT4
5. підсилювач потужності Обрив дроселя L8.
Не працює підсилювач Вийшов з ладу транзистор VT1.
6. потужності Обрив дроселя L1 та L2.
Не правильно відрегульований струм
спокою транзистора.
Не працює ПНЧ Вийшла з ладу мікросхема DA4.
7. Обрив зворотних зв’язків.
Не працює індикатор Вийшов з ладу діод VD11,
8. потужності. Вийшов з ладу сам міліамперметр.
Не відбувається Вийшли з ладу реле К1,К2,К3.
9. перемикання режимів Вийшов з ладу перемикач S 1
"Приймання\ передача"

4.6 Інструкція по регулюванню
Пропонується наступний алгоритм по регулюванню.
1) Зробити зовнішній огляд трансивера. При виявленні несправності
виконати ремонт.
2) Зібрати робоче місце.
Лист
Змін. Лист № докум. РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Підпис Дата 54

3) Подати напругу мережі та перевірити струм споживання.
4) Необхідно виміряти всі напруги живлення на всіх блоках схеми. Потім
перевірити вихідні сигнали з генератора плавного діапазону та опорного
генератора. Важливою частиною регулювання ГПД є те, що робочий
діапазон налагодження повинен бути 2300…2500 кГц. Частота опорного
генератора 500кГц. При цьому необхідно, щоб форма сигналу була
максимально наближена до синусоїдальної.
5) Перевірити сигнал на смуговому фільтрі. Налагодженням
конденсаторів С20 та С21 досягають максимальну гучність сигналу. Після
чого перевірити сигнал на виході мікросхеми DA2, вивід 2 і 3 при
недостатньому подавленні сигналу опорного генератора відрегулювати за
допомогою резистора R6.
6) Перевірити роботу мікросхеми DA3.
7) Перевірити якість роботи ПНЧ та попереднього підсилювача
потужності.
8) Перевірити вхідний сигнал на підсилювачі потужності та режим роботи
транзистора VT1. Вразі необхідності відрегулювати струм спокою польового
транзистора. Він повинен бути в межах 200…220мА. Струм можна
проконтролювати міліамперметром ввімкненим в розрив кола живлення +34
В.
9) Кінцевим етапом налагодження трансивера – контроль вихідної
потужності передавача. З'єднав всі вузли передавача, необхідно підключити
до антенного роз’єму трансивера узгоджене навантаження. На мікрофонний
вхід подати сигнал із генератора звукової частоти напругою в 5 мВ та
частотою 1000 Гц. З допомогою ВЧ вольтметру чи осцилографу
контролюємо в режимі передачі напругу на узгодженому навантажені. Ця
напруга повинна бути в межах 15…18 В. Струм споживання кінцевого
каскаду повинен бути не більше 0,4 А.
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 55

10) Після регулювання прилад необхідно зібрати та перевірити роботу
пристрою в цілому.

Прилади для налагодження пристрою наведені в табл.4.3.

Таблиця 4.3
Прилади для налаштування
Найменування Тип Основні характеристики Застосування
Генератор Г4-102 Діапазон частот 0,1-12МГц, Для усіх
високої перекривається вісьмома основних
частоти діапазонами. Вихідна вимірюван
напруга від 1 мкВ до1В ь
Електронний СІ-65 Смуга пропускання 50 Для контролю
осцилограф МГц. Мінімальний форми
коефіцієнт відхилення електричних
5мВ/под. напруг і
Діапазон тривалості вимірювання
розгорток 0,02 — 50 їх амплітуд і
мкс. тривалостей
Комбінова Ц4313 Границі вимірювань: напруга Для
ний прилад постійного струму від 75мВ вимірювання
до 600В; постійного струму електричних
від 60 мкА до 1,5А;опору від режимів і
0,5кОм до 5МОм параметрів
елементів
схем

4.8. Висновок

В даному розділі розглянуті матеріали для виготовлення друкованої
плати. Розрахована надійність даного пристрою, ймовірність та циклічність
можливих відмов.
Наведена інформація щодо регулювання та налагодження пристрою,
формування робочого місця для регулювання, представлений перелік деяких
можливих несправностей та способи їх усунення.
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 56

РОЗДІЛ 5
ОХОРОНА ПРАЦІ

5.1. Аналіз небезпек і шкідливостей, які виникають в лабораторії в
процесі виготовлення радіоелектронної апаратури

В дипломному проекті проводиться проектування трансивера КХ
діапазону з односмуговою модуляцією, що потребує спеціальних знань та
навичок щодо безпечного поводження з радіоапаратурою, виготовлення
окремих вузлів, забезпечення безпечних умов праці.
Згідно вимогам ДБН В.2.2.28-2010 «Будинки і споруди. Будинки
адміністративного та побутового призначення» для роботи одного
працівника з ПК необхідно забезпечити площу S=6,0 м2 та об’єм V=20 м3 . В
ході дипломного проектування всі роботи будуть виконуватись в
радіотехнічній лабораторії для одного працюючого з розмірами : ширина –
3м, довжина – 4 м, висота – 3м, площа – 12м2, об’єм – 36м3 що задовольняє
вимоги ДБН В.2.2.28-2010. Така лабораторія обладнана всіма необхідними
контрольно-вимірювальними приладами та пристроями, які необхідні під час
виготовлення пристроїв, що розробляються.
Проаналізуємо основні фактори виробничого середовища лабораторії,
що будуть визначати умови праці.
Мікроклімат виробничих приміщень — це умови внутрішнього
середовища цих приміщень, що впливають на тепловий обмін працюючих з
оточенням. Як фактор виробничого середовища, мікроклімат впливає на
теплообмін організму людини з цим середовищем і, таким чином, визначає
тепловий стан організму людини в процесі праці.
Мікрокліматичні умови виробничих приміщень характеризуються
такими показниками: температурою повітря (0С), відносною вологість
повітря (%), швидкістю руху повітря (м/с), інтенсивністю теплового
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 57

опромінювання (Вт/м2) від поверхонь обладнання та активних зон
технологічних процесів. Санітарно-гігієнічне нормування умов мікроклімату
здійснюється за ДСН 3.3.6.042-99, які встановлюють оптимальні і допустимі
параметри мікроклімату.
Згідно вимог ДСН 3.3.6.042-99 оптимальні значення температури,
вологості та швидкості руху повітря радіотехнічній лабораторії повинні
складати відповідно в холодну пору року - 22-240С, 40-60% та 0,1 м/с. В
теплу пору року - 22-280С, 40-60% та 0,1 м/с. Фактичні значення цих
показників – в холодну пору року -17-23 0С, 75% , в теплу пору року - 25-
280С, 65%.
Для забезпечення необхідного мікроклімату в приміщенні
радіотехнічної лабораторії застосовується водяна система опалення з
біміталевим радіатором, що відповідає вимогам ДБН В.2.5.67-2013.
Проаналізувавши дані значення робимо висновок, що мікроклімат відповідає
встановленим нормам ДСН 3.3.6.042-99, окрім температурного режиму в
холодну пору року.
Оскільки для з’єднання деталей між собою застосовується пайка з
використанням олов’яно-свинцевого припою (ПОС-40, ПОС-61), то під час
пайки виділяються пари каніфолі, спирту та олова. Вони негативно
впливають на організм людини, тому на робочому місці обладнано
вентиляційну витяжку. Параметри витяжки встановлюють так, щоб вона
забезпечувала концентрацію парів каніфолі та свинцю в робочій зоні не
більше – 0,009 мг/м3 , що відповідає ДСТУ-Н Б А.3.2-1:2007.
Джерелами електромагнітного та іонізуючого випромінювання на
виробництві є електронно-променеві трубки осцилографів та іншої
високовольтної апаратури. Для зменшення рівня електромагнітного та
іонізуючого випромінювання прилади, що його створюють мають сталевий
корпус, який слугує екраном та зменшує рівень побічних випромінювань
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 58

відповідно до ДСН 3.3.6.096-2002. Рівень іонізуючого випромінювання
дорівнює природньому фоновому та відповідає НРБУ-97.
Світло – один із суттєвих чинників виробничого середовища, завдяки
якому забезпечується зоровий зв’язок працівника з його оточенням. Відомо,
що біля 80% всієї інформації про навколишнє середовище надходить до
людини через очі – наш зоровий апарат. Правильно організоване освітлення
позитивно впливає на діяльність центральної нервової системи, знижує
енерговитрати організму на виконання певної роботи, що сприяє підвищенню
працездатності людини, продуктивності праці і якості продукції, зниженню
виробничого травматизму тощо.
Як джерело світла при штучному освітленні повинні застосовуватися,
як правило, люмінесцентні лампи типу ЛБ. Допускається у світильниках
місцевого освітлення застосовувати лампи розжарювання. Яскравість
світильників загального освітлення в зоні кутів випромінювання від 50 град.
до 90 град. Відносно вертикалі в подовжній і поперечній площинах повинна
складати не більше 200 кд/кв. м , а захисний кут світильників повинен бути
не більшим за 40 град. Рівень освітленості на робочому столі в зоні
розташування документів має бути в межах 300 - 500 лк згідно з ДБН В.2.5-
28-2018 «Природне та штучне освітлення». Оскільки роботи, які
виконуються в кабінеті мають III розряд зорової праці (об’єкт розрізнення
0,3-0,5 мм), то коефіцієнт природного освітлення повинен становити не
менше 1,5%. Фактичне значення коефіцієнта природнього освітлення
становить 27-29%, що повністю задовольняє вимоги ДБН В. 2.5–28–2018
«Природне та штучне освітлення».
Освітлення в кімнаті забезпечується поєднанням природнього та
штучного освітлення. Джерелом штучного освітлення слугує світлодіодний
світильник SIR LED24, а природнє освітлення потрапляє до приміщення
радіотехнічної лабораторії крізь вікно з розмірами 2040 х 1500 мм. Загальна
Лист
Змін. РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Лист № докум. Підпис Дата 59

освітленість приміщення складає 250 лк, що не задовольняє норми
освітленості відповідно до ДБН В. 2.5–28–2018.
Розглянуті питання аналізу виробничого шуму. Шум це будь-який
небажаний звук, якій наносить шкоду здоров’ю людини, знижує його
працездатність, а також може сприяти отриманню травми в наслідок
зниження сприйняття попереджувальних сигналів. Джерелами шуму в
приміщенні радіотехнічної лабораторії є працююча контрольно-
вимірювальна апаратура, системний блок комп’ютера, витяжка. Згідно ДСН
3.3.6.037-99 рівень шуму в приміщенні для працівників не повинен
перевищувати 65дБА. Фактичний рівень шуму в приміщенні становить 44
дБА, що відповідає санітарним нормам виробничого шуму, ультразвуку та
інфразвуку ДСН 3.3.6.037-99 та є безпечним для здоров’я людини.
Приміщення лабораторії відноситься до 3-го типу приміщень без
підвищеної небезпеки ураження людини електричним струмом, так як
відсутні основні чинники особливої та підвищеної небезпеки, такі як:
агресивне середовище що пошкоджує ізоляцію, струмопровідний пил,
струмопровідна підлога т.ін.). В лабораторії використовується електро-
дротові лінії змінного струму напругою 220В. Проводка є прихованого типу
та прокладена в спеціальних каналах, що захищає працюючих від випадкових
дотиків, виконана мідним дротом . Вся апаратура живиться
напругою в 220В та має потужність менше 3000 Вт. Корпуси лабораторного
обладнання металеві, тому згідно ДСТУ Б В.2.5-82-2016 в приміщенні
передбачена магістраль захисного заземлення. В приміщенні знаходиться 10
розеток, які розміщенні поруч робочих столів та використовуються для
увімкнення апаратури.
В лабораторії встановлено систему автоматичної пожежної
сигналізації відповідно до вимог ДБН В.2.5.56-2014 «Пожежна автоматика
будинків і споруд». Автоматична пожежна сигналізація ввімкнена
цілодобово. Дане приміщення відноситься до категорії В, за
Лист
Змін. РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Лист № докум. Підпис Дата 60

вибухопожежною та пожежною небезпекою. Можливими причинами пожежі
в приміщенні може бути несправність електроустаткування і порушення
протипожежного режиму (використання нагрівальних приладів та паління).
Для гасіння можливої пожежі в приміщенні розташований порошковий
вогнегасники ВП-5, придатний для гасіння невеликих вогнищ загорянь
твердих, рідких та газоподібних речовин, а також електроустановок
напругою до 1000 В.
Також дана лабораторія обладнана двома ручними вуглекислотними
вогнегасниками типу ВВК-3,5 (відповідно до Правил експлуатації
вогнегасників). Таким чином усі фактори пожежної безпеки задовольняють
вимогам встановлених норм .
Для попередження пожеж проводяться протипожежні інструктажі з
персоналом. В офісі дотримуються протипожежних норм і правил при
установці та використання устаткування та інших електроприборів. У разі
виникнення пожежі створені умови для своєчасної та безперешкодної
евакуації персоналу. В будівлі передбачений план евакуації котрий
розміщений на стінах приміщень. Шляхи евакуацій мають позначення з
використанням знаків пожежної безпеки за ДСТУ ISO 6309:2007
«ПРОТИПОЖЕЖНИЙ ЗАХИСТ Знаки безпеки. Форма та колір».
Після проведення детального аналізу приміщення та умов праці за
робочим місцем, можна зробити висновок, що всі фактори виробничого
середовища, крім відхилення від нормованих значень освітлення,
відповідають своїм нормативним значенням. Тому в приміщенні лабораторії
необхідно модернізувати систему штучного освітлення.

5.2. Модернізація системи загального штучного освітлення
У всіх виробничих та побутових приміщеннях там, де недостатньо
природного світла або для освітлення приміщень у темний період доби
передбачається штучне освітлення. При організації штучного освітлення
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 61

потрібно забезпечити сприятливі гігієнічні умови для зорової роботи і
водночас враховувати економічні показники.
У виробничих приміщеннях освітленість робочих поверхонь
регламентується ДБН В.2.5-28-2018 і визначається, найчастіше,
характеристикою зорової роботи. Норми носять міжгалузевий характер. На їх
основі, зазвичай, розробляються норми для конкретних галузей
промисловості.
Під час проектування системи штучного освітлення потрібно
вирішити наступні питання: обрати систему освітлення, тип джерела світла,
тип світильника, визначити розташування світильників, виконати розрахунки
штучного освітлення, та вирахувати потужності світильників та ламп.
Сучасні економні системи освітлення все більше знаходять своє
впровадження як в побуті, так і на виробництві. Впровадження
енергоощадного освітлення допомагає економити кошти за електроенергію.
В роботі розглянуто модернізацію системи штучного освітлення при
використанні енергоощадних люмінесцентних та світлодіодних (LED) ламп.
Використання світлодіодної лампи виходить дешевшим, ніж
люмінесцентної, і тим більше – лампи розжарення (табл.5.1). Але ціна і
термін експлуатації такої лампи значно вищі. Згідно з розрахунками, лампа
розжарення (75 Вт) служить 6 місяців, лампу КЛЛ (15 Вт) треба міняти через
5 років і 5 місяців, а ось термін служби світлодіодної лампи (10 Вт) – 16-27
років.
Зокрема, при заміні звичайних лампочок на енергозберігаючі
електроспоживання знижується в 5-7 разів (на 75-80%), оскільки їх світлова
віддача в середньому в 5 разів більша (рис.5.1.).
Наведемо коротку характеристику деяким типам ламп.

Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 62

Таблиця 5.1. - Порівняння технічних характеристик ламп
Технічні характеристики Світлодіодна Лампа Переваги
ламп лампа (LED) розжарювання LED
Cтрок служби 50 тис. годин 1 тис. годин краще в 50
разів
Ефективність світла 80-100 Лм/Вт 10 Лм/Вт краще в 8-10
разів
Виділення тепла під час роботи низьке високе краще
Стійкість до вібрацій низька висока краще
Стійкість до перепадів напруги низька висока краще
Чутливість до частого
вмикання / вимикання ні так краще
Температура кольорів, К 2000-6500 2700 ширше
діапазон
Індекс передачі кольорів, Ra 80 100 гірше на 20%
Допустима температура діапазон
навколишнього середовища -40℃ +40℃ -60 ℃ +100℃ менше
Пульсація випромінювання ні мало помітно майже
однаково
Спеціальна утилізація не
вимагається не вимагається однаково
ККД 70-100 % 50-80% краще на 20
%

Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 63

Рис. 5.1. Класифікація ламп та їх порівняння

• Лампи розжарювання
Найбільш поширена категорія ламп: при подачі струму відбувається
нагрів спіралі, яка при цьому дає світло. Тривалість служби такої лампи
складає близько 1000 годин, а відсоток перетворення електроенергії у світло
досить незначний — всього 5%, тобто до 95% енергії, яку споживає лампа,
перетворюється в тепло. Перевага такого джерела світла — його дешевизна, а
недолік — мінімальна ефективність серед усіх існуючих видів ламп.
Практично всі розвинені країни вже відмовилися від використання та
виробництва ламп розжарювання. Фахівці не радять застосовувати їх там, де
світло горить тривалий час, рекомендуючи такі лампи для світильників в
коридорі, туалеті або ванній кімнаті. Часта заміна цих ламп не вдарить по
сімейному бюджету, так як вони найдешевші. Інші види ламп (наприклад
люмінесцентні) НЕ прослужать довго через постійне включення-виключення
світла, а значить, обійдуться дорожче.
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 64

Рис. 5.2. Конструкція лампи розжарення
•
• Галогенні лампи
Ці лампи конструктивно схожі на звичайні лампи розжарювання.
Основна відмінність полягає в додаванні інертного газу або парів галогенів
(найчастіше — брому або йоду). Такі лампи відрізняються підвищеним
терміном служби, який становить у середньому 2500-4000 годин роботи. За
потужністю вони також перевершують попередню категорію: відсоток
трансформації електроенергії в світло в цих ламп в три рази більше.
Сучасний ринок пропонує три категорії ламп з різним кутом
розсіювання — вузьким, середнім і широким. Чим вущий кут, тим вище буде
світлова концентрація на певній ділянці. Тобто галогенна лампа, яка підійде
для читання, буде неефективна в приміщенні, що вимагає рівномірного
освітлення.
Галогенні лампи бувають двох основних типів, розраховані на напругу
12 В і 220 В. Для ламп першого типу потрібен додатковий трансформатор
для перетворення 220 В в напругу 12 В. Фахівці відзначають, що лампи на 12
В характеризуються більш приємним для ока світлом, близьким до денного
освітлення, а у ламп на 220 В світло вважається більш яскравим і менш
природним. В Євросоюзі з 01 вересня 2018 р. заборонено використання ламп
даного типу.
Лист
Змін. Лист № докум. Підпис Дата РТ86СК.02218019.248 ПЗ
65

Рис. 5.3. Різновиди галогенних ламп

• Люмінісцентні лампи
Ця категорія ламп широко використовується як в житлових
приміщеннях, так і в офісах. Вона являє собою газорозрядне джерело світла,
конструкція якого складається з колби, де в спеціальному ртутному
середовищі формується і утримується електричний розряд. Його енергія за
допомогою речовини-люмінофора перетвориться в світлове випромінювання.
Відсоток трансформації електроенергії в світло у люмінесцентних ламп в 5
разів вище, ніж у ламп розжарювання.

Рис. 5.4. Різновиди люмінісцентних ламп

Люмінесцентні лампи потрібно акуратно утилізувати, так як у випадку
порушення цілісності її стінок в повітря будуть виділятися пари ртуті.
Сьогодні ринок пропонує не тільки звичні трубні люмінесцентні лампи для
Лист
Змін. РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Лист № докум. Підпис Дата 66

офісів, але і моделі, вироблені під стандартний цоколь. Їх ще називають
енергозберігаючими люмінесцентними лампами.

• Енергозберігаючі лампи
На даний момент такий тип освітлення поширений повсюдно. Це лампа
у вигляді трубки, згорнутої у формі спіралі або змійки. Трубка наповнена
ртутними парами і газами — аргоном і неоном. Під дією електроструму
відбувається іонізація газової суміші, внаслідок чого виділяється плазма, яка
випромінює ультрафіолет. Плазма впливає на люмінофор, нанесений на
стінки колби, і змушує його світитися.
Коефіцієнт перетворення енергії на світло у таких ламп набагато
більший, ніж у звичайних ламп розжарювання. Основною рисою
енергозберігаючих ламп є поступове загоряння, що можна віднести до
недоліків, оскільки після включення такі лампи деякий час дають зовсім
тьмяне світло.

• Світлодіодні лампи (LED)
Цей тип ламп на сьогоднішній день вважається найекономічнішим.
Світлодіодні (LED) лампи у якості джерела світла використовують світло
напівпровідникового елемента. Вони стали найекологічнішими джерелами
світла. Коефіцієнт корисної дії світлодіодної лампи перевищує такий же
показник у лампи розжарювання в 10 разів. Це — найдовговічніша лампа і
найдорожча в порівнянні з іншими джерелами світла.
Конструкція такої лампи складається з приладу-напівпровідника, який
при наданні постійного електричного струму виробляє світло. У
світлодіодній лампі, на відміну від звичайної, змінний електричний струм
змінюється на постійний з мінімальними втратами на вироблення тепла. Цим
пояснюється економічність і безпека даних ламп.
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 67

При виборі світлодіода фахівці з освітлення рекомендують врахувати,
що у них є два основних види колб — матового і прозорого типів. Матові
світлодіоди характеризуються більш розсіяним світлом, а колби прозорого
типу більш яскраві (рис.5.2.).

Рис.5.5. Різновиди та зовнішній вигляд типових світлодіодних ламп.

У світлодіодних виробів зберігається нетрадиційна форма лампи, що
підвищує вартість виробництва. Інженери і технологи з усього світу
працюють для удосконалення технології виготовлення світлодіодних джерел
світла, вартість продукції регулярно знижується, так що можна
спрогнозувати досить швидку заміну кожної лампи на світлодіодні варіанти,
В лабораторії штучне освітлення здійснюється за допомогою
світлодіодного світильника SIR LED24. Загальна освітленість приміщення
складає 250 лк, що не задовольняє норми освітленості відповідно до ДБН
В.2.5–28–2018.
Для модернізації системи загального штучного освітлення було обрано
накладний растровий світильник з люмінесцентними лампами LUMEN 4х18,
який має параметри, наведені в табл.5.2 та на рис.5.3.
Таблиця 5.2. – Вибраний світильник з люмінесцентними лампами

Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 68

Габаритні розміри світильника,
Тип світильника мм
довжина ширина висота
LUMEN 4х18 4 T8 18 Д IP20 600 600 100

Рисунок 5.6 – Тип КСС для світильника ЛПО 4х18 LUMEN.

В таблиці 5.3. наведені технічні характеристики люмінесцентної лампи Т8.

Таблиця 5.3. – Технічні характеристики люмінесцентної лампи Т8
Тип Номінальна потужність Номінальний світловий потік лампи
лампи Рл, Вт Fл, лм
Т8 18 1600

Даний світильник растровий з екранованою дзеркальною решіткою -
найбільш поширений варіант світильників для освітлення офісних і
виробничих приміщень з нормальними умовами середовища, супермаркетів,
магазинів і навчальних закладів, завдяки низькій вартості і універсальності.
Конструкція світильників має функціональний дизайн і економічне
виконання, дозволяє швидко виконувати установку і технічне
обслуговування. Корпус світильника виготовлений з листової сталі і
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 69
Кількість
ламп - n
Тип
лампи
Потужність
лампи Pi, Вт
Тип КСС
Ступінь
захисту

пофарбований порошковою фарбою білого кольору. Дзеркальне захисне
покриття растрової решітки служить додатковим електроізолятором і
захищає алюміній від корозії. Завдяки легкій вазі світильники можуть
використовуватися з будь-якими видами підвісних систем без додаткових
кріплень (рис.5.7).

Рис.5.7. Зовнішній вигляд світильника

Проведемо основні розрахунки.
Висоту підвісу світильника визначимо з формули :
h = H − hc − h n
p − h (5.1)
H - висота приміщення, м; hc - висота світильника, м; h n - відстань від
стелі до підвісу, м; hp - висота робочої поверхні, м.
Для розглянутого приміщення :
H=3м; hc =0,1 м; h n =0,2 м; hp =0,7 м,
звідси :
h = 3 – 0.1 – 0.2 – 0.7 = 2 м (5.2)
Приміщення лабораторіі має наступні габарити:
- довжина A = 4м,
- ширина B=3м.
Розрахуємо індекс заданого приміщення:
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 70

i A ⋅B
= (5.3)
h ⋅ (A+ B)
i = (3*4)/2*(3+4) = 0.85 (5.4)

Звідси одержуємо формулу для розрахунку освітленості на робочому місці :
E ФЛ ⋅N ⋅n
= (5.5)
S ⋅K з ⋅Z
- N – загальна кількість ламп в світильниках у приміщенні;
- n - коефіцієнт використання світлового потоку;
- Фл - світловий потік ламп;
- Кз - коефіцієнт запасу, Кз = 1.5;
- Z - коефіцієнт нерівномірності;
- S - площа приміщення;
- E - освітленість, створювана всіма світильниками.
Нам відомо, що стеля пофарбована в білий колір, а шпалери мають
світлий тон.
Приймаємо:
Rп = 70%, Rс = 40%.
Звідси: n = 0,41.
E = 1600*16*0.41/(12*1,5*1.1) = 530 лк. (5.6)
Для модернізації системи загального штучного освітлення було
запропоновано 4 світильника LUMEN 4х18. Після модернізаціїї фактична
освітленість на робочому місці становить 530 лк, що відповідає вимогам до II
розряду зорової роботи згідно ДБН В. 2.5–28–2018.
План розташування світильників позначено на рис.5.8.
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 71

Рисунок 5.8 – План розташування світильників в приміщенні лабораторії.

Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 72

ВИСНОВКИ

В дипломній роботі проведено аналіз існуючих схемотехнічних рішень
і принципів побудови радіоелектронної апаратури прийому-передачі
сигналів, які працюють в КХ діапазоні. Виділено клас систем з
односмуговою модуляцією для передачі сигналів в КХ діапазоні. З огляду на
широке впровадження сучасної елементної мікропроцесорної техніки в
різноманітні сфери діяльності людини запропоновано модифікувати
трансифер з точки зору підвищення його надійності, функціональних
можливостей та ефективності прийому та обробки сигналів.
Наведена структурна схема пристрою, проведений аналіз
функціональних блоків. Побудована схема електрична принципова,
проведені типові розрахунки елементів схем.
В розділі охорона праці наведені відомості про аналіз небезпек та
шкідливостей, що виникають в приміщенні технічної лабораторії, проведена
розробка заходів щодо безпеки праці при проведенні монтажних робіт з
електрорадіоапаратурою.

Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 73

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. Радіопередавальні пристрої : навчальний посібник / В. М. Ткачук, С. М.
Цирульник, Т. А. Петренко. – Вінниця : Т. П. Барановська, 2015. – 188 с.
2. Приймання та оброблення сигналів: практикум для студентів освітньо-
кваліфікаційного рівня «бакалавр» напряму підготовки 6.050901
«Радіотехніка» усіх форм навчання [Текст] / Укл.: Ю.Г. Лега, В.В.
Палагін, С.В. Салипа, В.Ф. Бондаренко; М-во освіти і науки, Черкас, держ.
технолог., ун-т. - Черкаси: ЧДТУ, 2014. - 256 с.
3. Радіотехніка: Енциклопедичний навчальний довідник: Навч. посібник / За
ред. Ю.Л. Мазора, Є.А. Мачуського, В.І. Правди. - К.: Вища шк., 1999. -
838 с.
4. Схемотехніка електронних схем: У 3 кн. Кн. 3. Мікропроцесори та
мікроконтролери: Підручник/ В.І. Бойко, А.М. Гуржій, В.Я. Жуйков та ін.
– 2-ге вид., допов і переробл. – К.: Вища шк., 2004 – 399 с
5. Рябенький В.М., Жуйков В.Я., Гулий В.Д. Цифрова схемотехніка:
Навч.посібник .- Львів: «Новий світ-2000», 2009. – 736 с.
6. Костинюк Л.Д., Паранчук Я.С. Мікропроцесорні засоби та системи: Навч.
Посібник. - Львів: Видавництво національного університету «Львівська
політехніка», 2001 - 200 с.
7. Схемотехніка електронних систем: у 3 кн. Кн. 1. Аналогова схемотехніка
та імпульсні пристрої: Підручник / В.І. Бойко, А.М. Гуржій, В.Я. Жуйков
та ін. – 2-е вид., допов. і переробл. – К.: Вища шк., 2004. – 366 с.
8. ДБН В.2.2-28:2010 «БУДИНКИ АДМІНІСТРАТИВНОГО ТА
ПОБУТОВОГО ПРИЗНАЧЕННЯ» // Мінрегіонбуд України 2011.;
9. ДБН В. 2.5-28:2018 «ПРИРОДНЕ І ШТУЧНЕ ОСВІТЛЕННЯ» //
Мінрегіон України Київ 2018ДСН 3.3.6.042-99. «Санітарні норми
мікроклімату виробничих приміщень» // ДНАОП законодавча база
Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 74

[Електронний ресурс], режим доступу:
https://dnaop.com/html/34094/doc%D0%94%D0%A1%D0%9D_3.3.6.042-99;
10. ДСН 3.3.6.037-99 «Санітарні норми виробничого шуму, ультразвуку та
інфразвуку» // Міністерство охорони здоров’я України Головне
санітарно-епідеміологічне управління Київ 1999;
11. ДНАОП 0.00-1.32-01 «Правила будови електроустановок.
Електрообладнання спеціальних установок»// ДНАОП законодавча база
[Електронний ресурс], режим доступу: https://dnaop.com/html/1692/doc-
%D0%9D%D0%9F%D0%90%D0%9E%D0%9F_40.1-1.32-01;
12. ДБН В.2.5-56:2014 «СИСТЕМИ ПРОТИПОЖЕЖНОГО ЗАХИСТУ» //
Мінрегіон України Київ 2015;
13. НАКАЗ 15.01.2018 № 25 «Про затвердження Правил експлуатації та
типових норм належності вогнегасників» // Законодавство України
[Електронний ресурс], режим доступу:
https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z0225-18;
14. ДСТУ ISO 6309:2007 «ПРОТИПОЖЕЖНИЙ ЗАХИСТ Знаки безпеки.
Форма та колір» // Київ ДЕРЖСПОЖИВСТАНДАРТ УКРАЇНИ 2008;

Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 75

Додатки

Лист
РТ86СК.02218019.248 ПЗ
Змін. Лист № докум. Підпис Дата 76

Репозиторій ЧДТУ